Петроглифы бронзового века со всего мира связывают солнце с плодовитостью, как, например, на этом рисунке из долины Валь-Камоника в Центральных Альпах Северной Италии, на котором изображена фигура мужчины с солнечным диском, прикрепленным к его фаллосу (Sketch by Paul F. Jenkins)

 

Глава 5

Первые астрономы

В 1894 году сэр Норман Локьер (1836–1920) – один из передовых британских ученых, человек, открывший гелий в составе Солнца раньше, чем газ был обнаружен на Земле, – издал книгу “Заря астрономии”, в которой дал периодизацию работы своих предшественников, разбив ее на три отдельные фазы. Цивилизации сначала проходят через период поклонения, когда небесные явления толкуются исключительно как действия, настроения и предупреждения богов; затем люди ставят астрономию на службу своим практическим нуждам, таким как земледелие или мореплавание; наконец, изучение небес становится предметом удовольствия и постижения чистого знания. И хотя деление Локьера сегодня представляется чрезмерно схематическим – так, например, мы можем задаться вопросом, пройден ли уже окончательно этап поклонения, а определение третьей стадии пренебрегает ощущением чуда, которое часто влечет астрономов, – его категории и по сей день являются полезным мерилом.

Задолго до того, как человечество начало собираться в города, астрономия уже существовала – или по меньшей мере существовали люди, изучавшие Солнце. У нас есть свидетельства об обсерваториях в разных частях древнего мира, но один город, безусловно, заслуживает чести именоваться колыбелью астрономии как организованной и увековеченной науки – Вавилон.

Вавилонская цивилизация была заложена племенем неизвестного происхождения в долине между реками Тигр и Евфрат, в самой середине современного Ирака. Окружающие земли назывались Шумером, хотя было и другое имя для этой плодородной плоской долины – Эдем. Шумеры начали заниматься земледелием около девятого тысячелетия до н. э., примерно 2500 лет спустя они изобрели колесо, телегу и плуг, меняя жизнь во всем – от путешествий и транспорта до способов ведения войны и промышленности – и сокращая число работников, необходимых для производства пищи. Это были очень важные шаги к освобождению части людей от работы, чтобы они смогли стать полноценными жрецами, учеными и купцами. Около 3100 года до н. э. они изобрели систему письма, отобразившую астрономические понятия в двух своих знаках: один символизировал звезду, другой – “солнце над горизонтом”. Примерно к 2350 году до н. э. шумеры были завоеваны своими северными соседями, но это больше повлияло на завоевателей: шумерский язык остался языком религии и науки, а прорицание будущего посредством наблюдения за звездами стало заметной областью интеллектуального труда.

Сперва Солнце рассматривалось как второстепенное по отношению к Луне и ему поклонялись только в двух городах поменьше – Ларсе и Сиппаре. К 1800 году до н. э. растущая столица Вавилон (около 70 миль к югу от сегодняшнего Багдада), получившая свое нынешнее имя от грецизированного аккадского bab ilani (“врата бога”), стала преобладать в регионе. При правлении аморейского царя Хаммурапи (“Законодателя”), который поощрял тщательную запись изменений звездного неба, вавилоняне верили, что Солнце – злое божество, следящее за людьми по поручению высших богов, беспощадный судья для всего человечества. Предтеча будущих образов иудейского и христианского Бога, Солнце изображается стариком с длинной бородой, с лучами, расходящимися из-за спины. Эта фигура превзошла Луну по значимости и превратилась в Царя Солнце со всеми земными атрибутами царского сана и божественного статуса.

Около 750 года до н. э. покорителями стали ассирийцы, чьи цари называли себя Солнцами Мира. Во время их завоевательных походов – ассирийцы славились тем, что покрывали стены павших городов кожей их обитателей, – Вавилон начал погружаться в политическую и экономическую разруху. В результате серия восстаний привела к концу владычества ассирийцев в 606 году до н. э. Хотя новые властители, халдеи (свободное объединение пяти западносемитских племен из южных болот и прибрежных равнин), были у власти совсем краткий промежуток времени, при великом царе Навуходоносоре (правившем с 605 до 562 года до н. э.) произошел ренессанс Вавилона, сделавший его культурным центром огромной империи. Положение астрономии укрепилось, специальные школы процветали не только в Вавилоне, но и в других крупных городах. Обмен идеями с персами, иудеями и греками, населяющими те же города, облегчался использованием языка с простым алфавитом, лингва франка того времени – арамейским.

Поначалу халдеи – их имя теперь стало синонимом для “вавилонян” – просто наслаждались созерцанием небес, но около 550 года до н. э. их любопытство в сочетании с уверенностью в собственных силах позволило им применить математическую технику к своим записям: в итоге они разделили небо на зоны, главной из них стала та, что сегодня известна как небесный экватор (еще позднее станет известно, что она является частью эклиптики). Помимо того, они создали зодиак (от греч.  – уменьшительное от  “живое существо”), схематическое представление фигур, которыми отмечалось движение Солнца по небу. Этот мнемонический стишок перечисляет их по порядку, начиная с весеннего равноденствия в марте:

Научные достижения халдеев совпали с серьезными государственными потрясениями. Около 689 года до н. э. Вавилон был разрушен ассирийским царем Синаххерибом. Город был выстроен вновь, и даже с большим великолепием (согласно Геродоту, его стены достигали 56 миль в окружности и 335 футов в высоту), но не устоял под натиском мидийцев и персов и вошел в состав империи Кира Великого. К моменту падения власти халдеев (539 год до н. э.) они широко прославились как ученые-звездочеты. Как писал греческий историк Страбон (64 год до н. э. – ок. 23 года н. э.), специальный округ “была выделен для местных философов, халдеев, как их называли, который занимались в основном астрономией; те же из них, кого соратники не допускали до этого дела, становились сочинителями гороскопов”. Хотя большая часть того, что писалось в гороскопах, носила описательный характер, астрология стала деловым предприятием по толкованию небесных знаков, но не для частных клиентов, а для царя и государства. Появилось несколько направлений этой псевдонауки, первым и главным из них стало предсказание судьбы человека по положению Солнца и звезд в момент его рождения или зачатия. Халдеи основывали человеческую судьбу на астрономической информации, вычисляли расположение небесных тел в день рождения человека и делали выводы о его будущем.

Некоторые аспекты влияния звезд были очевидны. Например, солнечное положение на небосклоне было связано со сменой времен года. Если небеса могли предсказывать нам подходящее время для посева или сбора урожая, почему нельзя было ожидать от них указания наилучшего момента для женитьбы или рискованного путешествия? Вполне понятно, что астрологи принялись делать подобные заключения о воздействии небесных тел, пусть и без всякой научной базы. Однако без стимулов со стороны астрологии не вооруженная приборами астрономия никогда бы не шагнула так далеко. Сначала никакого разделения дисциплин не было – люди занимались астрономией, решая задачи астрологии, и это было вполне плодотворным сотрудничеством. Но к V веку до н. э. астрономы уже могли предсказывать на год вперед интервалы между восходом и заходом солнца, месячное движение светила и многое другое. Они разработали арифметику, необходимую для предсказания движений Луны и планет и, соответственно, разработки календаря. Еще более важной оказалась система вычисления курсов прохождения Луны и Солнца, что позволяло предсказывать затмения.

Халдеи вели крайне тщательные и детализированные записи, но, к сожалению, у нас нет ключа к их таблицам. Они наблюдали с уступчатых пирамид, зиккуратов, которые пристраивались к храмам, обычно были размером с крепость и раскрашены в семь цветов радуги. Вавилонская башня, изображенная в Библии как честолюбивая попытка построить лестницу в небеса, известна более других, но над всем Вавилоном господствовал другой зиккурат. Его высота была больше 400 футов, он состоял из семи сверкающих эмалью уровней, а его вершину венчал храм, где стоял цельный золотой стол и украшенное ложе, где каждую ночь ждала божественных утех новая девственница.

Хороший климат, возможно, способствовал наблюдениям – Платон превозносил безоблачную атмосферу Месопотамии, а Геродот писал, что “воздух в этих краях всегда чистый, а погода стоит теплая благодаря отсутствию холодных ветров”, но это все основано скорее на пересказах. Песчаные бури и миражи должны были серьезно мешать наблюдениям за небесными явлениями, близкими к горизонту. Даже в лучших условиях было бы нелегко отличить планету от звезды, глядя на мириады небесных светил.

Отсюда следует, что наблюдений самих по себе было недостаточно. Халдеи начали анализировать и интерпретировать свои наблюдения, записывая комментарии в журналах, альманахах и звездных каталогах. По консервативным оценкам, они записали 373 солнечных и 832 лунных затмения в краткий период своего господства. Широкий спектр повседневной жизни – метеорологические явления, уровень рек, городские пожары, смерть царей, эпидемии, кражи, завоевания, нашествия саранчи, вспышки голода и, что особенно важно, колебания в ценах на зерно, финики, перец, кресс-салат, кунжут и шерсть (всегда именно в таком порядке), – все это скрупулезно наносилось на глиняные таблички. Вычисленные расположения небесных тел халдеи также записывали на табличках, которые в 509 году греческий автор Гелиодор назвал “эфемеридами” (от др.-греч. ἐφημερίς – “ежедневный”), – по сути, в рабочих журналах, отражающих последовательное возникновение одних и тех же объектов на небе. Сохранилось около 70 табличек основных серий, а из 7 тыс. записей четверть оказалась посвящена Солнцу.

Изображение вавилонских астрономов, наблюдающих след метеора. XIX век. (From John F. Blake, Astronomical Myths (London: Macmillan and Co., 1877), с 187)

Гадания, наблюдения и вычисления: в Вавилоне каждый умеющий читать изучал математику. Средний школьник знал о небесах гораздо больше нас, нечасто поднимающих глаза вверх. В далекие от нашей газово-электрической эры времена естественное освещение не имело конкуренции, так что всадники не зажигали ночами факелов, а ехали в свете звезд. Несмотря на все свои достижения, астрономия оставалась занятием элиты. В каждом учебном заведении могло быть всего два-три человека, искренне увлеченных небесными наблюдениями, и их ограничивали (как и сегодня) только возможности технологии.

Большей частью своей мистической силы в науке Вавилон был обязан одному, но мощному математическому инструменту – позиционной системе счисления. У вавилонян было две версии: десятеричная, использовавшаяся для повседневной коммерции и для расчета циклов Луны, и шестидесятеричная – для измерения солнечных циклов. Последняя, хотя и более громоздкая, оставалась в ходу почти два тысячелетия, вплоть до Коперника; именно от нее нам осталось в наследство деление градуса на 60 мин, а минуты – на 60 с. Эта система значительно превосходила любую другую систему древнего мира и удивительным образом оказалась близка к современным компьютерам. Тяга к познанию поставила числа на службу себе – решающий момент в развитии любой науки.

Вавилонская математика – шестидесятеричная арифметика, алгебраические операции, геометрические правила – распространилась гораздо шире, чем это удавалось астрономии, и действительно опережала системную астрономию более чем на тысячелетие. Но сохранялись и значительные дефекты. Время трактовалось не как мера, а почти как качество; также вавилонян не интересовало измерение пространства – у них не было понятия абсолютного расстояния. В вавилонской астрономии не сохранилось ни малейших следов попыток создания общей схемы всех небесных явлений, изучения их природы и причин, обзорного взгляда на вселенную в целом. В Вавилоне имелся свой лунный календарь, там первыми разделили день на двенадцатичастные половины, но деление светового дня зависело от времени года, и они не могли определить точную видимую орбиту Солнца вокруг Земли. Этот недостаток в свою очередь тормозил попытки определения формы Земли: Вавилону так и не стала известна ее круглая форма. Солнечные часы были им недоступны (даже в своей простейшей форме – вертикальный столб, тень которого отмечает время) – во многом из-за отсутствия понятия сторон света: какого-то приближения к четкому концепту компаса пришлось ждать до третьей четверти IV века до н. э. Они не смогли установить порядок следования планет, впрочем, тогда о нем никто не знал. Вероятно, вавилонская астрономия заработала свою высокую репутацию благодаря тому, что многие греческие тексты до нас не дошли: глина хранится лучше папируса. Однако в общем и целом я разделяю взгляд Ноэля Свердлоу: “Тот факт, что на полноценное развитие этой науки ушли столетия, демонстрирует ее сложность, превосходящую сложность любой другой науки Древнего мира из-за величины и сложной организации ее предмета… а также потому, что это была первая эмпирическая наука”.

Около 330 года до н. э. Александр Великий покорил земли Вавилона, а после ранней смерти императора его полководец Селевк получил значительную часть завоеванных территорий. Шестьдесят лет спустя наследник Селевка Антиох I принудительно переселил большинство городских жителей в новую столицу Селевкии в 60 милях к северу от Вавилона. Для звездочетов старого города это стало слишком большим унижением. Они продолжили занятие своим ремеслом в храме Бела почти до конца первого столетия христианства, но это уже было угасание. “Так завершилась двухтысячелетняя вавилонская культура наблюдений за небом”, – пишет историк Джеймс Мак-Эвой.

Еще прежде переноса вавилонской столицы ученость Вавилона достигла Египта, Греции и Рима на западе, Индии и, возможно, даже Китая на востоке. Египтяне заимствовали у Вавилона зодиак, но отвергли общую картину мира с утрированным весом знамений, предсказаний судьбы и враждебной вселенной. Геродот именовал Египет “даром реки”: возможно, ежегодный разлив Нила, идеально соответствующий посевному циклу, способствовал привыканию к благополучию. Египетские жрецы-астрологи знали, что Нил разливается в окрестностях летнего солнцестояния, когда восходит яркая звезда Сириус, и соответственно выстраивали свои календарные предсказания.

С самого начала регулярные разливы Нила стали приносить неожиданную пользу: поскольку главным источником доходов государства была земельная подать, существовала постоянная нужда в установлении межевания и улаживания споров, вызываемых наводнениями. Этот процесс с самого начала египетской истории породил ремесло землемеров, кадровый состав каковых был очень обширен и весьма профессионален.

Египтяне – исключительно практичный народ (письменность они изобрели раньше, чем вавилоняне, около 3200 года до н. э., хотя только 5 % населения владели грамотой) – разработали сложную методику измерений, которая в конечном итоге в соединении со строительными умениями египтян произвела на свет пирамиды. Но это было лишь одним из множества достижений. Например, они пытались различными методами измерить диаметр Солнца, используя солнечные и водяные часы и даже лошадей. Лошадь пускали галопом по равнине в момент появления Солнца над горизонтом и останавливали, когда Солнце полностью всходило; это занимало около двух минут, за которые животное успевало покрыть десять стадий. Поскольку предполагалось, что Солнце движется с той же скоростью, что и лошадь, то диаметр Солнца оценивался в эти же десять стадий. Не самый высокий класс геометрии.

У египтян была собственная математическая система еще в 2800 году до н. э., но она была довольно неразвитой, в отличие от вавилонян они так и не пошли дальше простой арифметики, хотя и владели умножением и делением. В Египте знали только дроби вида 1/n(с единственным исключением – 2/3). И хотя математические тексты 1800–1600 годов до н. э. выявляют довольно пространные вычисления (например, объем усеченной пирамиды), их геометрия не предусматривала сложных операций; методика расчетов, позволяющая перейти от наблюдения к прогнозированию, была им также недоступна. Нет никаких свидетельств их знакомства с понятием географической широты или хотя бы ведения какого-то регулярного реестра затмений. Они с крайней тщательностью соблюдали все каноны, относящиеся к датам и времени, – это мы можем заключить из изощренной религиозной системы египтян и заявлений их жрецов-астрологов. И хотя они делали довольно мало предсказаний на основе наблюдений, но на карты наносились звезды, планеты и созвездия, а их движения записывались.

Понимание египтянами задач астрономии можно передать надписью на пьедестале статуи астронома Хархеби (относящейся к началу III века до н. э.), которая мало сообщает о человеке, но много говорит о его обязанностях. Он должен был определять восходы и заходы зодиакальных созвездий, устанавливать высшие точки для каждой планеты, предсказывать из этих данных восходы прочих небесных тел. От него ожидалось и предсказание солнцестояний – “ему надлежало знать о расположении невидимых звезд, о порядке движения Солнца, Луны… о сочетании и свечении Солнца и Луны и, наконец, о восхождениях”– дат отмечания божественных праздников, а также точное расположение божественных духов к фараону.

Как и многие доиндустриальные цивилизации, египтяне постоянно стремились навести свой порядок во вселенной, полагая, что само Солнце также нуждается в защите от сил, тайно норовящих нарушить целостность бытия. В мире хаоса и природных катастроф религия объединяла усилия с наукой, жрецы упорно работали для защиты людей посредством культа и ритуалов и для предложения антропоморфного толкования устройства вселенной. Небо было не просто сводом над головой, а богиней, каждую ночь зачинающей Солнце – древний вариант непорочного зачатия – и рождающей его наутро. Даже пустое пространство между Землей и небесами было божеством. В подобном космосе творение и существование являлись не результатом неких безличных сил, а, напротив, плодом индивидуальной воли и действий. Разнообразные египетские божества состояли в целой сети отношений, в центре которых гнездилось Солнце.

Семья Эхнатона (Аменхотепа IV) приносит жертву Атуму, богу солнца. Рельеф из Амарны, Египет, 1350 год до н. э. (Erich Lessing/Art Resource, N.Y.)

Со временем философия сотворения мира становилась сложнее. Атум, Создатель, “всегда бывшее существо, которому присуще само бытие и посредством самореализации которого создалось все тварное”, создал всю материю из самого себя – мир создало не что иное, как акт мастурбации Атума: для нас идея необычная и даже курьезная, но для египтян – самосозидание сущности Атума. Атум часто меняется местами с Солнцем – светило служит его воплощением. В прежние времена Атум был сознательной пустотой, внутри которой впервые возникло Солнце; а “оргазм” был хорошим способом объяснения возникновения вселенной – космология, которая позволяет назвать древних египтян пионерами теории Большого взрыва.

Подобные верования развивались параллельно с первыми шагами египтян в направлении научного познания. В эти ранние века Египет, как и Вавилон, еще не достиг третьей стадии по Локьеру: должны были пройти тысячелетия, чтобы Солнце стали изучать исключительно в целях познания. Но общество, ценившее знание, возможно, превыше прочих за всю историю человечества, безусловно, подошло вплотную к этому рубежу.

 

Глава 6

Выход греков

Не путайте прогресс с совершенством. Великий поэт всегда рождается вовремя. Великий философ нужен всегда и позарез. А вот сэр Исаак Ньютон мог бы и подождать. Человечество без него было вполне счастливо. Лично я и сейчас предпочитаю Аристотелеву модель Вселенной. Пятьдесят пять хрустальных сфер – что еще человеку надо? Бог крутанет ручку – и пошло-поехало.

Бернард Солоуэй, книгочей и поклонник Байрона, в пьесе Тома Стоппарда “Аркадия”

Самые ранние упоминания об астрономии у греков появляются в поэмах Гомера и Гесиода около 800 года до н. э. К тому времени их соотечественники, подобно вавилонянам и египтянам, уже дали имена разным звездам на небосклоне и подвергли исчислению солнечные восходы и заходы. Однако они не остановились на простой фиксации движения небес. Взявшись за астрономию всерьез, они стали исследовать структуру и состав неба – форму и размеры Солнца, звезд, планет и самой Земли; насколько далеко они находятся друг от друга, что вокруг чего вращается, по каким орбитам; число звезд и можно ли их обнаруживать на небе с большой точностью. К этому добавилась масса вопросов непосредственно об окружающем мире: какова точная длина года, месяца? Когда происходят равноденствия, можно ли назвать точный момент солнцестояния? По поводу одного вопроса не было почти никаких разногласий – Земля неподвижна и находится в центре космоса. Это убеждение будет мучить науку еще несколько тысяч лет.

Прекрасная, за исключением этого ключевого заблуждения, плеяда греческих исследователей звезд растянулась на тысячу лет – со времен Гесиода и до смерти Птолемея. Общее число древних китайских философов, вероятно, превысило бы вдвое число греков, но греческий состав серьезнее. Немецкий ученый Отто Нейгебауэр приводит список из 121 заметного астронома, и даже этот перечень не включает такие фигуры, как Ферекид Сиросский (учитель Пифагора), Зенон Элейский, Платон и Эпикур, которые, будучи астрономами не в первую очередь, тем не менее сделали большой вклад в эту науку. В списке встречается много знакомых имен – Аристотель, Евклид, Архимед, Птолемей – и много гигантов мысли своего времени, но менее известных сегодня – Парменид, Анаксагор, Евдокс Книдский, Гераклит и Аристарх Самосский.

Разумеется, греки частично пользовались фундаментом, заложенным еще в Вавилоне. Геродот (ок. 484 – ок. 425) в своей единственной книге “Исследования” (чаще называемой “Историей”) описывает, как греки не только копировали вавилонские записи и вычисления, но и заимствовали некоторые измерительные приборы, например прибор, вычисляющий движение Солнца по эклиптике. Первые представления об астрономии за пределами простого наблюдения пришли от египтян. Ранние греческие ученые не усматривали в предсказаниях небесных явлений ничего особенно ценного: Платон в диалоге “Федр” обвиняет своих земляков в недостаточном интересе к планетам. Этот образ мысли изменился лишь после того, как греки смогли познакомиться с вавилонскими табличками в эпоху становления империи Александра Македонского, который верблюдами отправлял астрономические таблички в греческие города Адриатического побережья. Около 650 года до н. э. старый аристократический режим уступил место последовательной смене тиранов (тогда это слово означало только правителей с абсолютной властью, совсем не обязательно жестоких деспотов), которые поддерживали торговлю и экономические реформы. У населения греческих государств впервые в истории появилась возможность другого образа жизни – не только думать о выживании, но и размышлять о более приятных вещах. Именно с этого момента началось то, что великий исследователь той эпохи Д. Р. Дикс описал так: “Греческая страсть к рациональному постижению с математической основой… преобразовала массу сырых данных наблюдения в точную науку”.

Первым великим практиком стал Фалес (ок. 625 – ок. 547) из Милета, процветающего порта, обслуживающего все Эгейское море. Фалес был государственным деятелем благородного происхождения, инженером и купцом, достаточно предусмотрительным, как гласит легенда, чтобы скупить маслодавильни Милета и близлежащего Хиоса непосредственно перед рекордным урожаем, сделав на этом изрядное состояние: доказательство того, говорил он, что и философы могут при желании делать деньги.

Фалес ездил в Египет учиться основным принципам прикладной геометрии, и эти уроки вдохновили его на развитие астрономии как дедуктивной науки. Он первым установил, что Луна затмевает Солнце, когда оказывается на прямой между Землей и Солнцем, и он же был первым греком, отстаивающим идею того, что Луна светит отраженным светом. Фалесу же приписывают установление времени и последовательности равноденствий. Плутарх, Плиний, Цицерон и Диоген Лаэртский обширно цитируют Фалеса, что можно счесть большой удачей, поскольку его собственных работ не сохранилось: древние и современные ученые подняли его на столь высокий пьедестал на очень немногочисленных основаниях.

По свидетельству Диогена (род. ок. 412 года до н. э.), Фалес первым измерил диаметр Солнца в отношении к его видимой орбите хотя бы с какой-то степенью точности: он оценил это отношение как 1 / 720 – пропорция, которая является чрезвычайно близкой оценкой актуальной орбиты Земли при вращении вокруг Солнца. Менее впечатляющи его утверждения о том, что вода есть первичный элемент вселенной, Земля плавает как пробка в этой воде, а Солнце состоит из горящего земного вещества. С большей уверенностью он мог утверждать, что временные отрезки между солнцестояниями никогда не одинаковы и что солнечный год длится 365 дней. Правда, мы так мало знаем о его работах, что заведомо ничего сказать о его авторстве тут нельзя. Как это ни парадоксально, сильнее всего он прославился тем, чего никогда не делал, – предсказаниемсолнечного затмения 28 мая 585 года до н. э.

Безусловным титаном для своего времени был Гераклит (535–475), поэт и мистик, прозванный Тем, Кто Бранит Людей за свою надменную мизантропию. Сто тридцать сохранившихся фрагментов его сочинений подчеркивают два аспекта устройства вселенной – ее непрерывность и ее периодичность, в особенности это касается Солнца. Отражение Гераклитова мышления можно найти в сочинениях Дарвина, Спенсера и других мастеров XIX века. Гераклит мог нелепо ошибаться, например, предполагая, что Солнце размером с щит всего фут в диаметре или что каждый день появляется новое Солнце. Но его идея о том, что вселенная состоит из беспрерывно заново рождающихся миров, вероятно, пришлась бы по нраву современным физикам. Он понимал, что нет ничего постоянного, отсюда его изречение: “В одну реку нельзя ступить дважды”.

Почетное место в ряду великих греческих математиков и астрономов занимает Пифагор Самосский, живший во второй половине VI века до н. э. Он провел двадцать два года в путешествиях по Аравии, Сирии, Халдее, Финикии, греческой Галлии (сегодня известной как Французская Ривьера) и, возможно, Индии, прежде чем обосновался на юге Италии, будучи уже старше пятидесяти лет (часть времени он провел в Египте за изучением астрономии, геометрии “и, может быть, немного чепухи”, как сформулировал популярный историк Уилл Дюран). Будучи исключительно гениальным астрономом, в Италии Пифагор тратил все свои усилия на организацию влиятельного религиозного кружка и изучение математики с геометрией, а также мистических свойств чисел. Он придумал специальное слово для своих занятий, переводящееся как “любовь к мудрости”, – “философия”. В VI веке слова “философ” и “пифагореец” были синонимами.

Для Пифагора числа были сутью всех вещей, гармония – верхом прекрасного, а вселенная была идеально упорядочена. Он основал науку акустику, расширив ее до гипотетической “гармонии сфер”, считая, что каждая планета издает свою ноту подобно струне в зависимости от собственного размера и скорости движения. Пять известных тогда планет и добавленные к ним Солнце, Луна и Земля составляли октаву (при этом то, что Земля, считавшаяся неподвижной, вряд ли могла вибрировать, никого не смущало).

Пифагор также считал, что небесные тела движутся в двух разных круговых направлениях. Солнце делало один оборот вокруг Земли каждые 24 ч, но еще и совершало второй, годовой, оборот по другой орбите (под углом к первой). Астроном пытался осмыслить видимое движение звезд в предположительно геоцентрической вселенной, и его теория переставала работать в применении к планетам, но это было первой серьезной попыткой объяснения их движения. Вся современная наука произрастает из ключевого прозрения Пифагора: в природе есть определенные структуры, и они описываются математически.

Пифагор быстро стал мифом, и легенды о нем были в ходу уже во времена Аристотеля. У него имелось множество последователей, некоторые из них значительно совершенствовали наше знание о Солнце. Парменид, к примеру, сделал умозаключение, что яркая сторона Луны излучает свет, потому что обращена к Солнцу; он также первым произнес, что Земля имеет круглую форму. Когда эта идея уже достаточно утвердилась, пифагорейцы пошли дальше, утверждая сферическую форму небес, – так появились сферические координаты. Филолай (ок. 470 – ок. 385, современник Сократа) предвосхитил Коперника, переведя Землю из центра космоса в категорию обычных планет. В его системе Земля, однако, по-прежнему вращалась не вокруг Солнца, а вокруг невидимого “центрального огня”. Все остальное было распределено в пространстве, включая Солнце, которое считалось лишь отражателем этого центрального огня, а не небесным телом, светящим собственным светом. Огонь находился в центре вселенной, потому что был самым благородным из элементов, а центр – самым почетным местом, согласно теории, принятой в большинстве афинских школ.

Рисунок французского художника, изображающий Пифагора (приблизительно 580–490 годы до н. э.), обсуждающего небеса с египетскими жрецами во время своих длительных занятий в Александрии (Sheila Terry / Science Photo Library)

Некоторые блестящие солнечные астрономы произошли из менее крупных городов. Среди них мы встречаем троих “Анаксов” – Анаксимандра, Анаксимена и Анаксагора, все, подобно Фалесу, родом из Милета. Как следует из части слова “анакс”, означающей “царь”, они были благородного происхождения. Анаксимен был учеником Анаксимандра и в свою очередь преподавал за тридцать лет до Анаксагора, который превзошел обоих.

Анаксимандру было 64 года, когда около 560 года до н. э. он сочинил свой первый труд по естественной философии. Вслед за египтянами он ввел в научный обиход солнечные часы, по всей видимости, записал движение планет, угол эклиптики и даты солнцестояний с равноденствиями. Он выгравировал первую карту мира на медной табличке и стремился описать космос в терминах геометрических моделей, а не мифологии.

Вклад Анаксимена (ум. в 528 году до н. э.) меньше, в основном он известен своим учением о воздухе как источнике всего сущего, в противоположность взглядам Фалеса о главенствующей роли воды. Будучи довольно известным ученым своего времени, Анаксимен мало что мог сказать о Солнце, кроме того что светило путешествует вокруг Земли, а не под ней – в отличие от теорий Анаксагора (494–428). Когда Анаксагор двадцати лет от роду переехал в Афины из Милета, он отказался от наследства (имя его переводится как “повелитель рынка”, очевидно, родители надеялись на совсем другую судьбу отпрыска), чтобы посвятить свою жизнь изучению небес.

Одним из его ранних учеников, а позднее – близким другом стал Перикл (495–429), влиятельнейший человек в Афинах расцвета греческого золотого века. Этот период начался с отражения персидской угрозы в 479 году до н. э. и продлился примерно до 399 года. За это время Афины стали знамениты, под управлением Перикла превратившись в крупный интеллектуальный центр Средиземноморья, где работа Анаксагора и его коллег-астрономов могла давать наилучшие плоды. У звездочетов того времени на вооружении был крайне примитивный инструментарий, их обсерваториями были, скорее всего, просто плоские крыши. Однако математической геометрии у них было не отнять, и она уже тогда находилась в тесном союзе с астрономией: ученые обычно развивали эти направления одновременно. Солнечная астрономия продолжала оставаться сочетанием совершенной нелепости (как мы увидим позже) и удивительной проницательности. В качестве примера последней: Энопид Хиосский (работавший ок. 460 года до н. э.) не только выдвинул идею эклиптики, но и предпринял попытку измерить угол земной оси к плоскости эклиптики, получив результат в 23°45’, всего на 0,3 градуса отличающийся от принятого сегодня значения в 23°27’.

В число многочисленных достижений Анаксагора входит его понимание природы лунного затмения, но это знание не было востребовано, он слишком сильно обгонял свое время. Около 440 года до н. э. во Фракии посреди бела дня упал метеорит больше фута диаметром. Анаксагор, отправившийся посмотреть на этот феномен, заключил, что камень упал с Солнца, которое, следовательно, состояло из докрасна раскаленного железа; таким образом, небесные тела были не божественными созданиями, а лишь материальными объектами. Власти обвинили философа в атеизме, и он удалился в изгнание в Лампсак, где в 428 году до н. э. и умер, весьма почитаемый своими новыми согражданами.

Около 432 года до н. э. Метон Афинский, геометр и инженер, тщательнейшим образом изучил летнее солнцестояние, вероятно используя устройство гелиотропий (“солнцеворот”), которое позволяло измерить соотношение полуденных теней. Он также создал парапегму, таблицу с выгравированным списком астрономических явлений, и объединил традиционный земледельческий календарь с городским. Он стал знаменит, его увлеченность геометрической астрономией сделала его объектом насмешек в Аристофановых “Птицах”:

Писфетер : О великий Зевс! Ты кто ж такой?

Метон : Кто я? Я – землемер Метон, по всей Элладе славный и в окрестностях.

Писфетер : А это что ж такое?

Метон : Меры воздуха, сказать, к примеру, воздух над землей лежит. Как на тушилке крышка. Приложив сюда линейку, круг описываю циркулем, и вверх, и вниз. Ты понял?

Писфетер : Ничегошеньки!

Метон : Потом линейкой отношу прямую. Круг теперь подобен четырехугольнику. Посередине – рынок. От него ведут прямолинейно улицы. Бегут они во все концы от круга серединного, как от звезды сияющей лучи [155] [156] .

Тем самым летом, когда Метон производил измерения солнцестояния, Афины оказались втянутыми в конфликт с коалицией во главе с главным соперником – Спартой. Конфликт с небольшим перерывом продлился двадцать семь лет. Когда он наконец исчерпался, политическая структура Афин была уничтожена. Трехлетняя чума унесла больше трети населения. В это смутное время, около 482 года до н. э., родился великий человек. Его назвали Аристокл – “лучший и прославленный”, – но мастерство борца дало ему прозвище Платон, “широкий”. В отличие от отцов Пифагора и Сократа, морского купца и каменотеса, родители Платона были богатыми людьми, происходили из наиболее древних и аристократических родов Греции.

К этому моменту афинское государство насчитывало четверть миллиона населения: половина, граждане с семьями, другая половина – рабы и иностранцы; в самом городе проживало около 75 тыс. человек. Город находился на пороге страшного голода и был лишен какой-либо медицинской службы, даже рабовладельцы жили на уровне, значительно уступающем уровню рабочего класса в современных индустриальных демократиях (для обозначения грабителя использовалось словосочетание “продырявливатель стен”, настолько хрупкими были постройки). Платон пережил сокрушительное поражение своего родного города, жестокий олигархический переворот в 404 году до н. э., робкую реставрацию демократии, суд и приговор Сократу в 399 году. Затем Платон бежал в Мегару, торговый порт в 26 милях на северо-запад от Афин, а оттуда – в Египет. После разнообразных приключений – однажды он был даже продан в рабство, хотя и быстро выкуплен, – в 395 году он вернулся на родину. Девять лет спустя, попутешествовав по Италии и Сицилии, он занял у друзей денег на покупку земельного участка на окраине Афин, названной Академос в честь местного мифического героя. Здесь он основал Академию, здесь сорок лет подряд был учителем. И вряд ли представлял себе, что Академия останется интеллектуальным центром Греции на следующие пять столетий.

Платон в своей Академии сделал астрономию частью прикладной математики, знаменитая надпись над входом в Академию гласила: “Негеометр да не войдет”. Об алгебре у греков нет никаких сведений вплоть до Христа. Сама астрономия занимает относительно скромное место в сочинениях Платона, за исключением диалога “Послезаконие”, как раз описывающего работу астронома. Приняв теорию о сферической неподвижной Земле, находящейся в центре сферической вселенной, он поощрял студентов на тщательное исследование всей системы, что вскоре привело к возникновению новых вопросов. Платон считал звезды и планеты видимыми образами бессмертных богов, движение которых есть часть трансцендентального порядка. Однако некоторые небесные тела двигались не с той регулярностью, что прочие, а как бы блуждали (греческое слово planetos исходно значило “странник”). Как можно было объяснить эти движения в рамках принятой теории трансцендентального порядка?

По Платону, задача философии заключалась в понимании скрытой реальной сущности мироздания. Если прямые наблюдения противоречили этому пониманию, Платон предусматривал возможность того, что вещи могут казаться не тем, что они есть, – полезная в целом аксиома для научных исследований, но наверняка неприятный сюрприз для студентов Академии. Впрочем, это не отталкивало учеников Платона – в Академии всегда можно было вести дискуссии на эти темы, несмотря на недостаточные познания самого Платона в астрономии. Когда в 347 году до н. э. он умер, один из его учеников воздвиг ему жертвенник и воздал погребальные почести, больше подобающие богам. Этого ученика звали Аристотель, и он не слишком хорошо относился к Платону.

Аристотель (чье имя переводится как “высшая цель”) родился в Стагире, греческой северной колонии, в 384 году до н. э. Ему было десять, когда его родители умерли, а семнадцати лет он был послан в Академию, проучился там почти двадцать лет и стал лучшим учеником, блистая до такой степени, что Платон прозвал его “разумом школы”. Возможно, по совету отца, который был врачом при дворе царя Македонии, Аристотель сначала погрузился в медицину, биологию и зоологию и вскоре сам стал преподавать многие предметы. После смерти Платона руководство Академией перешло к его племяннику Спевсиппу, чей интеллект Аристотель ценил очень низко. Скорее всего, честолюбие Аристотеля было уязвлено этим фактом, может быть, он просто стремился расширить кругозор, и уж наверняка он знал о растущей враждебности к македонянам, недавно завоевавшим Афины, – как бы то ни было, он выбрал другую школу, на острове Ассос в Эгейском море. Когда его покровитель, правитель Ассоса, был предан и распят персами, Аристотель бежал на ближайший остров Лесбос, где и оставался, пока не был приглашен обучать непослушного сына македонского царя Филиппа II, будущего Александра Македонского. Около 335 года до н. э. философ вернулся в Афины и, возможно на деньги Александра, открыл собственную школу Ликей вблизи храма Аполлона Ликейского.

Его последователей стали называть перипатетиками (от др.-греч. περιπατέω – прогуливаться) вслед за привычкой их учителя вести лекции, прохаживаясь вместе со слушателями. Учеников в школу отдавали преуспевающие семьи – купцы и землевладельцы, и вскоре между Ликеем, Академией (с ее в основном аристократическим составом учеников) и школой ритора Исократа (туда в основном отдавали детей некоренные афиняне) возникло серьезное соперничество. Исократ был силен в риторике, Академия – в математике, политике и метафизике, Ликей – в естественных науках.

К тому времени пифагорейская идея о двух источниках света, центральном огне и Солнце как его отражателе, перестала быть популярной, но смежная с ней идея о хрустальных сферах, вращающихся вокруг Земли, была подхвачена и получила развитие. Евдокс Книдский (Книд находился в современной юго-западной Турции), преподававший в Афинах, когда там появился Аристотель, утверждал, что вселенная состоит не из двух, а из двадцати семи сфер. Это усложнение системы позволяло ему объяснить, почему четыре планеты периодически останавливаются и начинают обратное движение (феномен “ретроградного движения”). Курс каждой планеты, считал он, имел форму гиппопеды – так называли лошадиные путы в форме восьмерки. Эта же теория объясняла, почему Луна и другие планеты какое-то время двигались примерно тем же курсом, что и Солнце, а затем отклонялись к северу или югу.

Приглашенный с лекциями в Ликей Евдокс объяснял, что звезды и планеты закреплены на поверхностях этих двадцати семи прозрачных и невидимых сфер, окружающих Землю. Одна сфера двигала Солнце, которое совершало свой оборот за 24 ч, обусловливая смену дня и ночи. Другая сфера медленно вращала Землю вокруг оси, ею она прикреплялась к большей сфере, вращение которой давало годовой цикл. Ось этой новой сферы, сдвинутая по отношению к внешней соседней сфере, и осуществляла движение Солнца вверх и вниз над горизонтом в зимнее и летнее время.

Аристотель пошел еще дальше, предположив, что таких сфер пятьдесят пять и все они вращаются вокруг Земли с разными, но постоянными скоростями – на ум приходит цирковой акробат, жонглирующий тарелками, стоя на канате. Размышления Аристотеля строились на том, что в небе не может быть пустого места (“Природа не терпит пустоты”) и, соответственно, пространство между сферами должно быть заполнено, и чем больше будет сфер, тем лучше это пространство заполнится. Земля была окружена этими вложенными друг в друга сферами наподобие луковицы. Снаружи сфер Аристотель предполагал еще одну – перводвигатель, это не создатель вселенной, но некая движущая причина всего сущего. Замысловатая паутина конструкций столетиями устраивала астрономов всего мира, пока не изобрели телескоп.

Вся эта система строилась скорее на философском умозаключении, нежели на эмпирическом наблюдении, поэтому Аристотель подкрепил ее логическими доводами на максимальном доступном ему уровне. Вселенная имеет форму сферы, рассуждал он, потому что сфера, которая выглядит одинаково с любой точки зрения, совершеннее любой другой формы. Земля также является сферой, что доказывается тенью, видимой на Луне во время затмения. К тому же путешественники видят не все время одни и те же звезды у себя над головой, да и звезды не всегда находятся в одном и том же месте неба, так что земные путешествия проходят по кривой поверхности.

Положение Земли в центре вселенной объяснялось ее уникальностью и неподвижностью. Аристотель считал, что тяжелые земные элементы (камни и вода) по их природе переместились в центр вселенной (до понятия тяготения еще предстоит пройти тысячелетиям), где они соединились в форме шара. Более легкие элементы – воздух и огонь – по своей сущности оказались вытеснены наверх и прочь. Вслед за Платоном он считал, что небесные тела состоят не из четырех элементов, а из эфира, который он называл (по порядку, так как тот стал пятым элементом) “квинтэссенцией… более высокой и первичной… по отношению к четырем элементам нашего меняющегося подлунного мира”. Эфир не имел веса, он “не старел, не менялся, не реагировал на воздействия” и, что критично для системы греческой астрономии, находился в постоянном круговом движении, вечно возвращая каждое небесное тело в его исходное положение.

У этой системы были очевидные недостатки. Например, каждая планета (и Солнце), будучи прикрепленной к своим сферам, должна была находиться всегда на одном и том же расстоянии от Земли. Однако можно было наблюдать изменение размера Луны до одной шестой от ее диаметра. Не свидетельствует ли это о меняющейся дистанции до Земли? Варьирующаяся яркость планет (особенно Марса) тоже указывает на то, что расстояние между ними и Землей не является постоянной величиной. Временные явления вроде комет и метеоров считались атмосферными событиями, происходящими внутри лунной орбиты. Евдокс и Аристотель по каким-то причинам их игнорировали, так же как колебания в видимой скорости движения Солнца. Но безусловным открытием Евдокса, высоко оцененным Аристотелем, стало то, что движение планет может объясняться путем комбинирования равномерных вращений концентрических сфер с повернутыми осями. По крайней мере в отношении создания геометрических моделей это знаменовало возникновение научной астрономии.

После смерти Александра в 323 году до н. э. антимакедонские волнения вынудили Аристотеля покинуть город второй раз в жизни, через год он умер в Халкиде (остров Эвбея), оставив человечеству прототип современной университетской библиотеки, зоологический сад, музей естественной истории и ни с чем не сравнимый свод сочинений (рассказывали, что даже в свой медовый месяц Аристотель собирал образцы морских организмов). Он не был большой величиной в математике или физике, не занимался астрономическими наблюдениями, но его влияние на эти и другие науки было чрезвычайным. Он систематизировал саму методологию обучения и установил принципы исследований, собрал массив данных, из которых можно было делать дедуктивные выводы.

Впрочем, одновременно с утверждением в науке теорий Аристотеля его современник Гераклид Понтийский (390–322), учившийся у Платона, но живший на южном побережье Черного моря, предположил, что Меркурий и Венера вращаются вокруг Солнца, а не вокруг Земли, а также что Земля совершает дневное вращение вокруг своей оси. Он утверждал, что Солнце порождает ветер, что в свою очередь вызывает приливы и отливы. Молодой астроном Теофраст Эресский (“говорящий подобно богу” – такое прозвище дал ему Аристотель) открыл солнечные пятна, хотя нам неизвестно, каким образом он это сделал. Именно его Аристотель завещал назначить своим преемником по школе.

В начале третьего столетия Аристарх Самосский (310–230), один из самых заметных греческих астрономов, впервые обнаружил явление прецессии. Он также вычислил соотношение солнечного диаметра к земному – между 19:3 и 43:6. Как могло такое большое тело вращаться вокруг столь заметно меньшего? Несколькими годами спустя Аристарх сформулировал утверждение, сокрушающее устои мироздания или как минимум понижающее статус Земли: наша планета должна вращаться вокруг Солнца, а не наоборот, и все прочие планеты, кроме Луны, делают то же самое. Именно Земля, а не небо делает ежедневный оборот и совершает полный оборот вокруг Солнца за год. Напротив, Солнце вместе со звездами остаются неподвижными.

Клеанф, философ-стоик из Афин, сейчас же обвинил Аристарха в безбожии и распространил памфлет, где уличал Аристарха в том, что он запустил “сердце космоса в движение”. Новая теория со всеми ее важными последствиями была похоронена. Это может показаться странным, учитывая, что модель Аристарха не только строилась на открытиях и исследованиях, бывших в ходу с VI века до н. э., но также и разрешала целый комплекс проблем, таких как, например, ретроградное движение. Вместе с тем, если бы Земля действительно двигалась, это нанесло бы удар по теории Аристотеля о падающих телах, никакой альтернативы ей не предлагалось.

Гиппарх (приблизительно 190–120 годы до н. э.) в Александрийской обсерватории. Слева от него армиллярная сфера, его изобретение, а сам он смотрит не через телескоп, а через трубу, которая определяет небесный сектор (SPL/Photo Researchers, Inc.)

Как признавал сам Аристарх, вокруг нас не было ничего, что позволяло бы предположить движение Земли. Если бы она двигалась, людей швыряло бы друг на друга, облака и птицы оставались бы позади, все предметы разбрасывались бы. Здравый смысл подсказывал, что эта теория неверна, и его поддерживала суеверная убежденность в том, что человек должен находиться в центре мироздания. Кроме того, существовали астрологические доктрины – а астрология еще удерживала сильные научные позиции, – которые также базировались на неподвижной центральной Земле. В общем и целом имелось весьма много причин для того, чтобы оставить Землю в центре космоса.

Так называемые эллинистические философы (те, кто занимался философией после смерти Аристотеля и Александра Великого), знавшие или не знавшие о гипотезе этого астронома-одиночки, не стали менять положение дел (а также положение Земли). Солнце было важно, но Земля еще важнее. Даже если возникали проблемы, на которые у науки не было ответов, они не должны были угрожать статус-кво. Другой вопрос: возникали ли сомнения? Для большинства астрономов того времени наука существовала, чтобы поддерживать убеждение, что человечество населяет вселенную определенного устройства и порядка. Но вот что пишет Дюран:

Поскольку организация религиозной группы подразумевает общую и твердую веру, всякая религия рано или поздно вступает в противоречие с тем переменным и неустойчивым течением светской мысли, который мы уверенно называем научным прогрессом. Конфликт в Афинах не был заметен на поверхности и напрямую не затрагивал народные массы; ученые и философы занимались своим делом, не нападая явно на принятую веру, а зачастую и смягчая споры использованием старых религиозных понятий в качестве символов или аллегорий для своих новых идей. Только изредка, как в случае с Анаксагором… эта борьба выходила на поверхность и становилась вопросом жизни и смерти [159] .

Следующей значительной фигурой стал Гиппарх Никейский, часто называемый величайшим астрономом античности (хотя он и придерживался рамок геоцентрической теории). Он работал в своей обсерватории на острове Родос, где смог определить длину солнечного года с точностью до 6 мин, а также провел многочисленные измерения солнечного диаметра. Он нанес на карту около 850 звезд (что было крайне важно, поскольку без фиксации положения на карте математическая астрономия не имеет никакого приложения) и разработал шкалу из шести уровней для измерения яркости звезд – по сей день она почти не претерпела изменений.

Его карты были столь точными, что ему пришлось признать открытую Аристархом прецессию, когда его вычисления показали непостоянство положения звезд по отношению к Солнцу. Он попытался объяснить видимое круговое движение главных небесных тел таким образом, чтобы не потревожить геоцентрическую теорию. Зная о неравной длине времен года, он заставил Солнце вращаться на неизменной скорости, но сдвинул Землю из центра орбиты, а потом предположил, что время солнцестояний и равноденствий зависит от того, как плоскость движения Солнца совпадает с земной осью. Гиппарх остается прекрасным примером того, как ранние астрономы искажали свои рассуждения в пользу того, чтобы Земля осталась там, куда ее помещал древний мир.

Долгая и продуктивная жизнь Гиппарха закончилась около 120 года до н. э., а вместе с ним угасла и продолжительная греческая традиция астрономических наблюдений и размышлений. Наследником Греции стал Рим, а Рим не был заинтересован в небесах. Потребовалось еще более двух сотен лет, чтобы появился следующий выдающийся астроном.

Задолго до Гиппарха великая Македонская империя от Греции до Ирака была завоевана Римской империей. Римская элита в целом относилась к греческой науке с подозрением (исключая медицину). Только на самом закате Римской империи небольшая часть астрономии была включена в состав базового аристократического образования, но исключительно в порядке приложения к литературе – если это помогает лучшему пониманию литературных произведений. В империи с населением около 50 млн человек число ученых-естественников в одном только Риме снизилось слишком сильно для какого-либо плодотворного сотрудничества, что привело к общему упадку научного знания. У ученых итальянского происхождения не было значимых достижений в солнечной астрономии более девяти столетий. Историк науки Тимоти Феррис пишет о римлянах:

Их культура была ненаучной. Рим уважал авторитет; наука не нуждается ни в одном авторитете, кроме природы. Рим блистательно применял законы, наука же ценит новизну выше прецедента. Рим был практичен и уважал технологию, но передовой край науки столь же непрактичен, сколь живопись и поэзия… Римским землемерам не нужен был размер Солнца, чтобы определить время по солнечным часам, а рулевые римских галер не особенно задумывались о расстоянии до Луны, пока она освещала им путь [163] .

Особая ирония истории заключается в том, что, пока Рим поворачивался спиной к небесам, одна из частей империи превозносила последнюю крупную фигуру этого периода. Птолемей – Клавдий Птолемей (ок. 90 – 168) – был египетским географом и астрономом, около сорока лет жил и работал в Канопе, городе к востоку от Александрии, прекрасно описанном непримиримым борцом с предрассудками, историком Деннисом Роулинсом: “Печально известный своим развратом город, античная комбинация Голливуда, Лурда и Лас-Вегаса”. Птолемей оставил четыре сочинения, каждое из которых в отдельности гарантировало бы ему место среди важнейших авторов Античности: Syntaxis mathematica, более известное по своему арабскому названию “Альмагест”, тринадцатитомная книга данных о звездах; Tetrabiblos (“Библия астролога”), которая начинается с проведения различия между двумя методами изучения неба – математической астрономией и астрологией гороскопов; Harmonics, соотносящая музыкальные гармонии со свойствами математических пропорций, происходящих из гармоний, присущих, по мнению Птолемея, самой вселенной; Geographia, свод знаний, известных на то время о нашем мире.

В “Альмагесте” Птолемей предполагал, что планеты движутся по концентрическим круговым орбитам с Землей в центре, допуская, что их реальное движение для нас непостижимо. Он также заключил, что Солнце находится от нас на расстоянии в 1200 земных радиусов (1 / 19 от реальной цифры), каковая цифра была в ходу все Средние века. В какой-то момент Птолемей рассматривал гелиоцентричную вселенную, но затем отверг ее за неимением доказательств. Но он полагал, что одна из двух компонент движения каждой планеты зависит от расположения планеты по отношению к Солнцу: это сильно упростило и облегчило в дальнейшем переход к гелиоцентричности.

После появления “Альмагеста” критики обвиняли Птолемея в том, что он заимствовал большие фрагменты у Гиппарха, а некоторые наблюдения сфабриковал – в одном месте он нечаянно приписал две даты (на расстоянии 37 дней друг от друга) одному небесному событию, встречаются и другие подобные случаи сырых исследований и заимствованных идей. Если он и был мошенником, он зря заметал следы, а его достижения все равно хорошо видны. Колин Ронан в своей истории астрономии указывает, что в те времена ученость предавалась “в основном воспоминаниям, сопоставляя и оценивая достижения предыдущих поколений”. Птолемей был непревзойденным сопоставителем: хотя в “Альмагесте” попадались ошибки, дожившие до XVII века, многие составленные автором таблицы были достаточно точны, чтобы ими воспользовался Коперник (не являвшийся искушенным небесным наблюдателем). “Альмагест” делит с евклидовскими “Элементами” (заложившими основу геометрии) первое место среди математических текстов по долготе бытования в науке. Именно мысли Птолемея заложили курс астрономии на последующие пятнадцать столетий.

Сам Птолемей рассматривал свою работу как часть продолжающегося исследования, но его преемники посчитали ее законченной. Если, что наиболее вероятно, Птолемей выдвинул теорию вложенных орбит, чтобы сохранить Землю в центре космоса, а затем подогнал свои “наблюдения” под эту теорию, он мог сильно не беспокоиться. Государственные властители и могущественные церковные прелаты становились все более скептичными относительно ценности наблюдений за небесами, и их взгляды подкреплялись набирающей силу идеей христианства о том, что доктрина значит больше, чем знание. После смерти Птолемея “свет астрономической науки погас [в Западной Европе] на тысячелетие”; ни один астроном западной цивилизации не добился сколько-либо заметных достижений по сравнению с Птолемеем. Условия для занятий наукой начали ухудшаться, и идеи Птолемея смогли получить новую жизнь только в позднем Средневековье. Фома Аквинский предпринял попытку объединить философию Аристотеля со средневековым богословием в едином синтезе христианской веры и античного разума. Перводвигатель Аристотелевой вселенной (никогда не воспринимавшийся им как причина всего сущего) подпитал христианского Бога, внешняя сфера космоса стала космологическим воплощенем христианской версии рая, а центральное положение Земли интерпретировалось как знак богоизбранности человека. Соответственно, это позволяло церкви не изучать небеса слишком тщательно.

Астрология была ведущей дисциплиной своей эпохи; предсказания будущего были наваждением на протяжении веков, а ее связям с алхимией и числовым символизмом предстояло стать важнейшим элементом в христианской и арабомусульманской мысли. Как вопрошал Ницше, “верите ли вы в то, что науки возникли бы и достигли зрелости, если бы им не предшествовали кудесники, алхимики, астрологи и ведьмы, те самые, кто своими предсказаниями и подтасовками должны были сперва вызвать жажду, голод и вкус к скрытым и запретным силам?”.

Властители Рима не были исключением. Незадолго до получения титулов августа (“Возвеличиватель”) и императора (“Верховный военачальник”) племянник и преемник Цезаря Октавиан стал приверженцем астрологии, когда придворный астролог исследовал его гороскоп и пал на колени, увидев в нем своего будущего повелителя. И хотя Тиберий (42 год до н. э. – 37 год н. э.), приемный сын Августа, изгнал всех астрологов из столицы, Август продолжал тайно пользоваться их услугами. Нерон (37–68) также официально придерживался скептического отношения, но держал своего астролога, чтобы вычислять врагов, которых тут же и казнил. Эти годы и последующие века были периодом регресса, астрономические наблюдения и исследования стали подсобной дисциплиной для солнечного культа и расплодившихся прорицателей. Тертуллиан (ок. 155–245) писал: “Любопытство для нас более не есть необходимость”.

В этот момент истории астрономия пришла на помощь теологии. Теории Птолемея пережили крах римского Запада благодаря своему высокому техническому качеству, цельной картине космоса, полезности для астрологии и гармонии с христианским учением. Система, задуманная Пифагором, отточенная Платоном и Аристотелем, законченная Гиппархом и записанная Птолемеем, поддерживала “божественную сущность, единую, всемогущую, вечную, универсальную и неизреченную, проявляющую себя через природу, высшей и великолепной манифестацией которой было Солнце”. То, как эти астрономы описывали Солнце, почти дословно перекликается с тем, как Церковь, заимствовавшая солярную образность, представляла христианского Бога.

Накопленное веками прочтение вселенной дало христианству гораздо больше, чем наследие языческих празднеств и символов. Кюмон продолжает: “Чтобы прийти к христианскому монотеизму, надо было разорвать еще одну, последнюю связь: верховная сущность, находящаяся далеко в небе, долж на была переместиться вовне”. Различные культы, посвященные Солнцу, не только проложили прямую дорогу для христианства – они были предвестниками его триумфа. Поэтому нет ничего удивительного в том, что на протяжении последующих четырнадцати столетий церковь и государство эффективно объединяли усилия, чтобы сохранить познания человека о вселенной на уровне Древней Греции.

 

Глава 7

Дары желтого императора

Во многом наше понимание Китая в целом и его солнечных исследований в частности обязано работе одного западного ученого – выдающегося ученого поистине энциклопедических знаний Джозефа Нидэма (1900–1995). Его сравнивали с Дарвином и Гиббоном в том, как он перерос свою область знаний. Говорили, что со времен Леонардо да Винчи не сочеталось столько знаний в одном человеке – знания Нидэма охватывали математику, физику, историю, философию, религию, астрономию, географию, геологию, сейсмологию, механику и строительство, химию, биологию, медицину, социологию и экономику.

Он легко говорил на восьми языках, всю жизнь писал стихи, был убежденным христианином и коммунистом, а также увлекался моррис-дэнсом, паровыми локомотивами, игрой на аккордеоне и нудизмом. Большую часть жизни он провел в Кембридже, изначально специализируясь в эмбриологии и морфогенезе, и в 1924-м женился на коллеге по преподаванию, биохимике Дороти Мэри Мойл. В 1937 году на факультет биохимии приехал китайский аспирант Лу Гуйчжэнь, и Нидэм был совершенно очарован китайским языком и полностью сменил свои интеллектуальные приоритеты. Он выучил китайский язык и задался двумя вопросами – почему китайцы так мало знают о своих прошлых научных достижениях и почему научная революция, прокатившаяся по Европе XVII века, не затронула Китая.

На самом пороге Второй мировой войны Нидэм подписал контракт с издательством Кембриджского университета на написание однотомной истории, “поднимающей фундаментальный вопрос, почему современная наука зародилась в Европе, а не в Китае”. В 1943 году он отправился в командировку и провел два года в Британской научной миссии в Чункинге, базовом городе Китайской националистической партии, а последующие шесть лет путешествовал по стране на чем попало – на джипах и джонках, верблюдах и тачках, носилках и плотах, – собирая редкие сочинения по традиционной учености. Когда он вернулся домой, его “краткий труд” вырос до трех томов. Первый том вышел в 1954 году и включал полное оглавление, уже разросшееся на семь томов. В конечном итоге эти семь томов превратились в двадцать семь, написанных в основном самим Нидэмом, который продолжал работать над ними почти до самой смерти в 1995 году. Одни только главы по астрономии заняли триста страниц. Хотя его выдающаяся работа порой корректировалась в каких-то деталях, пока ей ничего не пришло на смену.

В центральном мифе о возникновении Китая древний царь Фу-си и его четыре преемника, известные как Пятеро властителей, основали Китайскую империю, которой и правили с 300 до 1600 года до н. э., расширив империю с севера Центрального Китая до восточного моря – огромная территория, одна береговая линия которого насчитывала 8700 миль. Другой миф повествует о Хуан-ди, Желтом императоре, объединившем все северные племена и окончательно победившем врагов в 2698 году до н. э. Он мог передвигаться по воздуху на ужасающей скорости, ездить верхом на драконе размером с Солнце, привезя это животное из “земли, где рождаются солнца”. Согласно легенде, он считал, что числа имеют философские и метафизические свойства и помогают “установить духовную гармонию с космосом”. Оба властителя, Хуан-ди и Фу-си, подобно вавилонянам, разработали шестидесятеричную систему счисления, которая была частью времяисчисления, известного под названием “Небесные стволы и земные ветви”.

Хотя эти цифры, безусловно, мифичны, в мифах есть и зерно правды. Первая династия, упоминающася в китайской истории, – это династия Ся, правившая с 2033 года до н. э. до 1562 года до н. э. В течение следующей династии Шан (или Инь) – 1556–1045 – китайцы разработали календарь, научились писать и стали большими мастерами в бронзовой металлургии. Эта эра стала ключевой в китайской интеллектуальной истории. Нам известно, что они изучали небеса уже в XV веке до н. э., надписи позволяют предположить, что к XIV веку (задолго до самых ранних шумерских календарей) они определили солнечный год как 365 1/4 дней, сформулировали систему измерения суток, внедрили в свою картографию стороны света и прочертили курсы Солнца и Луны с достаточной точностью, чтобы можно было предсказывать затмения.

Астрономия представляла жизненный интерес для китайцев, и на нее выделялись значительные ресурсы. Нидэм уже отмечал, что как минимум до XVI века н. э. в Китае небесные события связывали с судьбой властителей, власть которых считалась данной небесами. Земля, ее императоры и весь космос были одним целым, и, пока властитель управлял хорошо, небесные тела двигались по своим назначенным курсам без отклонений и сюрпризов. Но если правление оказывалось несправедливым или ущербным, кометы и новые звезды начинали вспыхивать на небе. У правителей возникал повод хранить такие предзнаменования в секрете, поэтому за всей информацией, связанной с небесными событиями, тщательно следили. Крупные явления, конечно, видели все, их никак нельзя было спрятать, но многие другие проходили незамеченными, и можно было как проигнорировать их, так и, наоборот, при желании обратить на них пристальнейшее внимание. Поэтому многие астрономы приобретали определенный вес и даже политическое влияние, становясь центральными фигурами при дворе. Они разработали так называемые техники судьбы, включающие нанесение предсказаний на лопаточные кости быков, оленей или на черепашьи панцири. Эти гадательные кости стали нашим главным источником информации о периоде XIV–XI веков до н. э.

Учитывая потенциал астрологии как инструмента интриг (независимые астрономы могли быть заинтересованы в расчете гороскопов в пользу соперничающего клана), императоры объявили преступлением распространение астрономических сведений – позже в Риме так поступят Тиберий и Нерон. Типичный указ звучал так:

Если до нас дойдут слухи о каком-либо сношении между чиновником-астрономом или его подчиненными и чиновниками других правительственных отделов или простыми людьми, это будет рассматриваться как нарушение правил безопасности… Чиновники-астрономы ни при каких обстоятельствах не должны общаться с гражданскими служащими и вообще прочим населением. За этим должно следить Цензурное управление [178] .

Даже изучение астрономии в частном порядке наказывалось двумя годами тюремного заключения.

Астроном Чжу-цзы (1130–1200), использующий гномон для определения летнего солнцестояния. Животные, по-видимому, символизируют китайские знаки зодиака (HIP / Art Resource, N. Y.)

Самое удивительное отличие китайской астрономии от западной обнаружилось в методе, которым пользовались китайцы для того, чтобы следить за планетами в ночном небе. Эклиптика у них называлась “желтым путем”, а вдоль нее располагались “дома” – десять “небесных стволов”. Они комбинировались с двенадцатью “земными ветвями” и с другой последовательностью, “пятью элементами”, образуя циклы из шестидесяти часов, дней и лет. Для мнемонического усвоения этой конструкции каждому разделу был присвоен символ животного. “Как историк науки могу сказать, что изобретатель этого животного цикла, безусловно, к ней принадлежит”, – кратко комментирует Нидэм. По его словам, западный астроном вряд ли распознал бы знакомые звезды в карте созвездий китайского астролога – совершенно верно подмечено, ведь весь этот знаменитый зоопарк действительно заслонял реальные достижения Китая.

Запись астрономических наблюдений и культурные практики развиваются обычно в связи друг с другом. “Ли Ки”, или Книга ритуалов, сборник религиозных практик VIII–V веков до н. э., описывает Сына Неба (императора) как звездочета, в функции которого входило предсказание момента, когда народ должен принять участие в ритуалах неба и земли, засевая новое зерно. Созерцание звезд (как и у древних греков) воспринималось как часть повседневной жизни – во времена поздней династии Мин ученый Гу Янву писал: “В династиях Ся, Шан и Чжоу все были астрономами”. Астрономия называлась tian wen, буквально – “рисунок небес”, и в нее входило систематическое изучение всех небесных явлений: возрастания и ущерба Луны, движения планет, типа и цвета комет. Замысел картографирования небес не был исключительно китайским, но наряду с вавилонянами китайцы были самыми педантичными и точными наблюдателями (пока на этой ниве не отметились арабы), с середины XIV века до н. э. они зафиксировали 900 солнечных затмений за 2600 лет. В эту же эпоху китайцы отметили наличие пятен на Солнце – в официальной истории они упоминаются более 120 раз. Хотя наблюдения формы и изменений таких пятен случились гораздо позднее, впервые в 28 году до н. э., Запад все равно оставался далеко позади. Удивительно, конечно, как китайцы вообще могли заметить эти пятна, поскольку небо у них достаточно облачное, а даже при хорошей погоде невооруженным глазом увидишь пятно разве что 5 тыс. миль в диаметре.

VI век до н. э. ознаменовался стандартизацией весов, мер и прочими практическими новшествами, например широкими дорогами. К V веку китайцы уже знали, как образуются эллипсы, и первыми зафиксировали появление кометы, известной нам как комета Галлея, в 467 году до н. э. Между 370 и 270 годами до н. э. два величайших китайских астронома, Ши Шэнь и Гань Дэ, вместе с коллегой Ву Сянем создали первые звездные каталоги. Чтобы почувствовать уровень этого достижения, достаточно сказать, что Гиппарх произведет что-то подобное только через два столетия.

При этом Солнце было всего лишь одной силой среди многих (на китайских расписных ширмах, изображавших вселенную, Солнце часто и вовсе отсутствовало): уступить ему первенство означало нарушить баланс природы. Для китайцев небо было перевернутой чашей, покоящейся на квадратной Земле, у которой были четыре стороны света – север, юг, восток и запад. Солнце было околополярной звездой, освещающей сперва одну часть Земли, затем другую. Солнце и Луна считались закрепленными на небе, которое двигалось на большой скорости вместе с ними.

Начиная с 200 года до н. э. главную обсерваторию династии Цинь обслуживало более трехсот астрономов. Они разделили весь небосвод на двадцать восемь неравных секторов, расходящихся от небесного северного полюса так же, как долготы расходятся от земных полюсов, связанных с видимым движением Луны на фоне звезд, что позволило им вычислить длину “звездного месяца” – 27,32 дня. Астрономы использовали космограф с вращающимся диском (небо) над квадратной фиксированной табличкой (Земля). По краю диска были нанесены названия двадцати восьми созвездий, а в центре – изображение Большого Ковша. Этот инструмент позволял обнаружить звезду в любое время года, а также функционировал как часы. Когда астроном вычислял, какая именно звезда пройдет меридиан на закате, он мог сказать, какое созвездие достигнет зенита в полдень или полночь; зная, что данное созвездие восходит в весеннее равноденствие, мог предсказать, какие звезды будут в зените или, наоборот, опускаться за горизонт. Незадолго до второго столетия до н. э. этот космограф превратится в компас, его функции сместятся с небес на землю.

Китайская астрономия строилась на совершенно другой системе, нежели греческая или позднеевропейская. Египтяне и греки отмечали восходы и заходы Солнца и других звезд около эклиптики, так что, например, восходы Сириуса в соотношении с солнечными восходами отмеряли приближение разлива Нила. “Эти наблюдения не требовали знаний о полюсе, меридиане или экваторе, не нуждались в системе измерения времени… Внимание сосредотачивалось на горизонте и на эклиптике”, – писал Нидэм. Китайские астрономы, напротив, обращали внимание на Полярную звезду и ее околополярных соседей, строя свою систему на меридиане – большом круге небесной сферы, проходящем через полярную звезду в зените у наблюдателя, – и вычисляя высшие и низшие точки непосредственных соседей Полярной звезды. (Нельзя сказать, что эти системы абсолютно независимы. Гомер знал, что Полярная звезда указывает на север, а часовые во время осады Трои менялись в соответствии со сменой положения хвоста Большой Медведицы).

Такой подход имеет научную основу, но для большинства китайцев понимание небес (а следовательно, и Солнца) коренилось в их общем взгляде на мироздание. Китайская космология утверждает жизнь в равновесии, в добродетели, в следовании долгу, а философия происходящего в небесах отражает достижение того же равновесия в ключевых китайских терминах – ци, инь и ян. До III века до н. э. ци в самом узком смысле означало “жизненная энергия”, а после стало означать множество явлений: воздух, дыхание, дым, туман, страну мертвых, форму облаков – более или менее все воспринимаемое, но неосязаемое; космические силы и климатическое воздействие, влияющие на здоровье и на времена года (многие солнечные явления относятся к ци); вкус, цвет и музыкальный лад. Ци могло быть благодатным и защитным либо патологическим, болезнетворным и разрушительным.

Одна из главных школ китайской мысли – даосизм – является философией дуальности и равновесия, доктриной инь и ян, которая охватывает все взаимоисключающие силы: инь олицетворяет женское начало, влажное и холодное, а ян – мужское, горячее и сухое. Среди других противоположностей – ночь и день, свет и тьма, честность и лживость. Даосисты выдвигали идею того, что инь и ян прокатываются по Земле подобно волнам и вызывают периодические изменения, которые приводят к приливам и сезонным сменам температуры. Они также считали, что числа были ключом к поддержанию равновесия и особенно благоприятно число пять: каждое из пяти основных направлений (север, юг, восток, запад и центр) имело соответствие среди цветов, животных, элементов и вкусов. Девять было важным числом, хоть и не столь благоприятным, и на девятый день девятого месяца – двойной ян – жители Пекина исправно совершали подъем на два главных городских холма (называвшихся Стеной истинного превращения и Судьбой деревьев, окружающих врата Ци).

Инь и ян управляют энергией ци: они являются взаимодополняющими компонентами любой пространственно-временной конфигурации, “двумя фундаментальными силами вселенной”. Солнце имеет яркую ян-природу, Луна и Земля – инь, а воздух – пустота. Небесные тела различались по тому, светили ли они собственным или отраженным светом. Кроме того, различалось пять фаз (у-син, пять стихий) всего сущего: дерево, огонь, земля, металл и вода. Ко II веку н. э. уже никто не знал, что объединяло эти материалы, но возник язык для описания космоса и земных явлений, как государственный, так и частный: существовала динамическая гармония, ведущая по одному настоящему пути. Эта система из гуманистической мысли перешла в государственную официальную космологию, а оттуда была заимствована учеными.

В 221 году до н. э. восточные царства объединились, чтобы стать Китаем, великим срединным государством Цинь. Название Китая в английском (China) означает “земля дома Цинь”, но также переводится как “середина”. Большие расстояния и физические препятствия, отделяющие Китай от других цивилизаций, дарили жителям впечатление, что их страна – центр Земли и единственный источник цивилизации; идея эта держалась тысячелетия.

Однако экспансия Китая в Центральную Азию в I веке н. э. познакомила китайских астрономов с идеями индусов и персов, что немедленно вызвало активное брожение в космологии и астрономии. Некоторые теории слишком сильно обгоняли свое время: Ван Ман (45 год до н. э. – 23 год н. э.), регент и император, утверждал (на основе западных учений), что движение небес происходит “само по себе”, а стихийные бедствия вовсе не посылаются в наказание или предупреждение, но он остался неуслышанным. Другая теория, напротив, получившая широкую поддержку, относилась к поздней династии Хань (25–220 годы н. э.) и изображала вселенную как бесконечное пустое пространство, в котором плавают Солнце, Луна, планеты и звезды; она заслуживает внимания как первое в истории предположение о бесконечной децентрализованной вселенной.

Многие китайские математики (приблизительно с 100 года до н. э.) посвятили себя календарным расчетам и предсказаниям положений небесных тел. Китайская календарная наука породила сильную традицию арифметико-алгебраической астрономии в отличие от западного акцента на геометрии. В 132 году “великий астролог” Чжан Хэн (78–139), опираясь на подобную математику, изобрел первый сейсмоскоп для фиксации землетрясений – цилиндрическое устройство с восемью драконьими головами (каждая с шариком в пасти) сверху и восемью лягушачьими снизу. Когда ударная волна доходила до прибора, шарик выкатывался из пасти дракона в пасть лягушки. Чжан Хэн также писал о том, что лунный свет является только отражением солнечного, а фазы Луны есть следствие разного отражения ею света в разных точках ее курса. Чжан Хэн был изобретателем астролябии, у нее были проградуированные кольца и зрительная трубка. В то время как китайское население встречало лунные затмения ударами гонгов, Чжан объяснял их истинную причину. Нидэм считал, что тот установил “стандарт качества в астрономии”, хотя даже Чжан не мог избежать влияния времени. Он первым сконструировал вращающийся небесный глобус, но этот глобус скорее отражал взгляды на вселенную, чем ее реальность. Как говорится в Хунь и Чу, “небо подобно куриному яйцу и кругло, как ядро для арбалета; Земля подобна желтку и находится вблизи центра. Небо велико, а Земля мала”. В не переведенном Нидэмом фрагменте Чжан добавляет: “Небо получило свою форму от ян, поэтому оно круглое и движется. Земля же – от инь, поэтому она плоская и неподвижная”.

Между II и XI веками н. э. в китайском понимании Солнца мало что изменилось, хотя литература по астрономии уже превосходила в объеме написанное по ботанике, зоологии, фармацевтике и медицине, вместе взятое. К XII веку императорская библиотека насчитывал 369 книг по астрономии и смежным темам, а к XIII веку китайские астрономические приборы превосходили все созданное в Европе. К сожалению, негеометрическая природа китайской математики не позволяла им картографировать звездное небо с большой точностью и тормозила дальнейший прогресс. Это было одним из последствий изоляции: примерно до 400 года н. э. у Китая практически не было связей ни с кем, кроме непосредственных соседей. К следующему столетию христианские миссионеры уже добрались до Китая, но перекрестного опыления идей практически не произошло, на Западе случился всплеск широкого интереса к Китаю только в 1250 году, когда папа Иннокентий IV послал монахов-францисканцев в Азию на открытие удивительно развитой цивилизации.

Несколькими десятилетиями позже отчеты францисканцев существенно дополнились сочинениями Марко Поло (1254–1324), который описывал землю “бескрайних просторов с невиданных размеров городами, широчайшими реками и величайшими равнинами, где широко распространены порох, уголь и книгопечатание”. К этому списку можно добавить экономику с бумажной валютой, города-миллионники, настоящую бюрократию и такие мелочи, как шелк, чай, фарфор, травяная медицина, лак, игральные карты, ракеты, астрономические часы, домино, обои, воздушные змеи и даже складной зонтик. Марко Поло живописал Китай времен Хубилая, в царствование которого Китайская империя растянулась от Тихого океана до Восточной Европы и была открыта внешним влияниям как никогда прежде.

Во времена династии Минь (1368–1644), когда страна опять закрылась от внешних воздействий более чем на сто лет, ее астрономические достижения не избегли общей спячки науки – столь стремительного ее заката, что в это сложно поверить; возможно, китайцы “считали, что по достижении хорошей жизни образование уже никогда не будет нуждаться в изменениях”. Ситуация изменилась только с появлением иезуитов, которые сочли китайскую культуру полностью отрезанной от западной мысли, включая и географию с астрономией. Один из миссионеров повесил у себя в хижине карту мира и позвал китайских гостей посмотреть:

Они считали небо круглым, а Землю – плоской и квадратной, с Китайской империей посередине. Им не нравилось, что наша география вытесняла Китай в угол Востока. Они не могли понять доказательств того, что Земля круглая и состоит из земли и воды, а шар по своей природе не имеет ни начала, ни конца. Географу пришлось перекраивать карту… оставив поля по краям карты и перемещая тем самым китайское царство в самый центр. Это было ближе к их картине мира и давало им чувство удовлетворения [192] .

Реконструкция башни Су Сонга (1020–1101) с астрономическими часами, работающими от воды, в Кайфыне в северо-восточном Китае. В часах были задействованы 133 фигуры, которые обозначали и озвучивали время (drawing by John Christiansen, from Joseph Needham, Science and Civilisation in China © Cambridge University Press. Reprinted by permission)

Китайская география могла сильно отставать, но именно три китайских изобретения – магнитный компас, корабельный руль и корабли, способные плыть против ветра и имеющие сегментированный корпус, делающий их менее потопляемыми, – сделали для европейцев доступным плавание на восток. Даже с учетом этого, когда в 1551 году первый из великих миссионеров, Франсис Ксавье, отправился из соседней Японии, у него ушло девять месяцев на переговоры, чтобы обосноваться на острове в семи милях от берега, а затем еще девять недель, чтобы наконец ступить на континент. Спустя тридцать лет итальянский миссионер-иезуит, математик и астроном Маттео Риччи потратил четыре месяца на то, чтобы добраться до португальского форпоста в Макао, а затем, претерпев в дороге болезнь, кораблекрушение и заточение, доехать и до Пекина.

Солнечное затмение 1688 года, наблюдаемое миссионерами-иезуитами в присутствии короля Сиама (Bibliothèque Nationale, Paris, France / Lauros / Giraudon / The Bridgeman Art Library)

Риччи стал самым известным из всех миссионеров-иезуитов в Китае, первым иностранцем, допущенным в Китай, а затем и в Запретный город. Он крестил многих чиновников высокого ранга и знакомил их с достижениями Возрождения, хотя иезуиты импортировали много европейских научных ошибок того времени. Они высмеивали идею “небесной пустоты”, хотя, как отмечает Нидэм, “идея бесконечного пространства с небесными телами, плавающими в нем на больших расстояниях друг от друга, гораздо более продвинута… чем жесткая аристотелево-птолемеевская концепция концентрических хрустальных сфер”.

Вскоре после своего прибытия в 1584 году Риччи принялся излагать принимающей стороне свои научные познания и даже предъявил карту мира, которая доказывала среди прочего, что Солнце больше Луны. Китайцы держали оборону – с их точки зрения, именно они были интеллектуальными властителями мира, во всяком случае в науках, – пока Риччи не продемонстрировал часы с боем, которые, по его словам, повторяли движение звезд. Для проверки часов китайцы предсказали солнечное затмение своими методами, а Риччи с помощниками использовал собственное устройство. Предсказанный китайцами час наступил и прошел при ярком солнечном свете; предсказанное европейцами затмение случилось ровно в назначенное время.

Когда Риччи стал известен, его пригласили в Нанкин, в самую главную обсерваторию Китая. Он ожидал увидеть там искусно нарисованные, почти волшебные карты, но обнаружил четыре удивительных инструмента, отлитых из бронзы и украшенных драконами, гораздо сложнее всего, что ему довелось видеть в Европе, – две сферы для определения затмений, проградуированные по европейской системе, но китайскими иероглифами, гномон и систему из четырех астролябий. Ответственный за приборы евнухобъяснил, что инструменты были отлиты астрономом-мусульманином около двухсот пятидесяти лет назад.

Риччи осмотрел одну из сфер и указал на проградуированную шкалу: “Здесь вы отмечаете положение тени?” Евнух удивленно кивнул и попытался увести посетителя, но Риччи продолжил осмотр, отметив, что шкала была размечена системой выпуклостей, позволяющих снимать показания на ощупь, в темноте. И вдруг он сделал поразительное открытие.

– Нанкин же находится на широте 32 градуса?

Евнух согласился.

– Но эти инструмены настроены на широту 36 градусов.

Сопровождающий промолчал и вновь попытался отвлечь внимание Риччи. Но тот, заинтригованный, задал еще несколько простых вопросов про гномон – на все были даны весьма уклончивые ответы, пока наконец главный евнух не сознался:

Императорская обсерватория в Пекине, как она была устроена в конце XVII века. Здесь были открыты солнечные пятна, здесь велся учет кометам. Можно наблюдать большие бронзовые сферы (в нижней части), квадрант (в верхнем левом углу) и секстант (в центре верхней части) (SPL / Photo Researchers, Inc)

– Это красивые инструменты, но мы не знаем, как ими пользоваться. Было сделано два набора – один для Пекина, другой для Пинъяна. Этот – из Пинъяна.

Тогда Риччи все понял. Пиньян находился на тридцатишестиградусной широте, а инструменты никто не перенастраивал. Они служили лишь магическими объектами. Постепенно Риччи понял, что часть астрономических знаний пришла в Китай от арабов, так что Китай получил свое предварительное знание о Птолемеевой системе из того же источника и примерно в то же время, что и Европа. На возрождающемся Западе эта информация была принята с энтузиазмом и активно усваивалась, а в Китае, где наука не считалась путем к лучшей жизни или к лучшему правлению (в отличие от ценности астрологии как источника предсказаний), она не входила в список поощряемых занятий.

Риччи сделал очень много, чтобы рассеять подобное невежество, но его учению по-прежнему оказывалось значительное сопротивление. Только через три года после смерти Риччи, когда Китайская астрономическая коллегия серьезно ошиблась при прогнозе затмения, император выпустил указ, который требовал привести календарь в соответствие с реальностью и перевести европейские работы по астрономии на китайский язык. Однако почти в это же время Китай пал под нашествием маньчжуров, страна пришла в хаос и вновь закрылась для внешних воздействий. Но даже столь изолированная страна еще в XVIII веке восхищала многих европейцев как процветающая и изысканная цивилизация. Первое прозаическое сочинение Сэмюеля Джонсона (1733) сообщает о китайцах – они “превосходно, в полной мере подготовлены во всех науках”. Но полностью китайская астрономия соединилась с общемировой не ранее чем в 1850 году.

Сегодня Императорская обсерватория в Пекине имеет собственную станцию метро.

 

Глава 8

Башня Султана

Вдалеком 1959 году прозаик и культуролог Артур Кестлер выпустил книгу The Sleepwalkers (“Лунатики”) – незаурядную историю развития науки. Его вывод о вкладе исламской цивилизации в астрономию звучит довольно сурово. Арабы, пишет Кестлер, были посредниками, хранителями и переносчиками [грекоиндийского] наследия. Собственной научной оригинальности и творчества у них почти не было. За те века, что они единолично сторожили попавшее к ним сокровище, они никак его не использовали. Они усовершенствовали календарную астрономию, сделали великолепные планетные таблицы, дополнили и разработали Аристотелеву и Птолемееву космологии, импортировали в Европу индийскую систему счисления с нулем, функцию синус и алгебраические методы, но они не продвигали теоретическую науку. Большинство ученых, которые писали на арабском, были не арабы, а персы, евреи и представители несторианства (религиозное учение, близкое к христианству). А к XV веку научное наследие ислама практически полностью перешло к португальским евреям.

Комментарии Кестлера справедливы, но они не принимают в расчет того факта, что в европейские Темные века любое сохранение – если обозначить этим словом исламский вклад – само по себе имеет большую ценность. Просто сохранять знание было чрезвычайно важным, в том числе и для солнечной астрономии. Крупный бельгийско-американский ученый Джордж Сартон (1884–1956) делит свою пятитомную “Историю науки” на полувековые отрезки, сопоставляя с каждой центральную фигуру. “История” начинается в 450 году до н. э. с Платона, следом идут Аристотель, Евклид и Архимед. Но с 750 года н. э. прослеживается непрерывная линия арабских и персидских ученых – Джабир, аль-Хорезми (который разрабатывал календари, определение солнечного положения, сферическую астрономию, вычисление затмений), ар-Рази, аль-Масуди, Абу-л-Вафа, аль-Бируни и Авиценна, – заканчивающаяся Омаром Хайямом (1050–1100).

Гиясаддин Абу-ль-Фатх Омар ибн Ибрахим аль-Хайям Нишапури – человек, которого на Западе зовут Омаром Хайямом, – был там практически не известен до 1859 года, когда ученый-аристократ Эдвард Фицджералд анонимно опубликовал перевод четырех тысяч строк “Рубаи” (буквальный перевод – “Четверостишия”). Фицджералд был уже пожилым человеком, его предыдущие сочинения и переводы принимались довольно плохо, и, по-видимому, он несильно удивился, когда перевод Хайяма постигла та же судьба. Два года спустя лондонский книготорговец распродал остатки тиража по копеечной цене в магазине близ Лейстер-сквер, и поэт Данте Габриэль Россетти купил книжку. Вскоре он объявил ее шедевром, а к концу века, на волне восторженного отношения к персидской культуре в Англии XIX века, поэма оказалась на пике популярности. Вдобавок к этому “Рубаи” оказались не единственным достижением Хайяма.

Хайям жил в Нишапуре (современный северо-восточный Иран), неподалеку от афганских и туркестанских границ. Его фамилия означает “шатровый мастер”, в одном из стихов он шутит над “Хайямом, строчившим познания шатры”, что в точности описывает его деятельность. Хайям был автором хорошо принятого сочинения “Трактат о доказательствах задач алгебры и алмука балы” и первым выдвинул общую теорию кубических уравнений, он также способствовал реформе персидского календаря, перестроив его согласно солнечному году, а не лунному – в результате, цитируя Гиббона, был достигнут “расчет времени, превосходящий юлианский календарь и приближающийся по точности к григорианскому”. Он оценил длину солнечного года в 365,24219858156 дня, чрезвычайно точный подсчет: к концу XIX века это число уменьшилось до 365,242196, сейчас, по самым точным подсчетам, – 365,242190. Хайям также создал карту звездного неба и помогал в постройке главной обсерватории. Он сам и семь его последователей были выбраны Сартоном в качестве ключевых фигур данного периода, но они не состоялись бы без многих других. Учитывая пренебрежительный отзыв Кестлера, возникает вопрос, что же конкретно сделала арабская наука, особенно в математике и астрономии, за триста пятьдесят лет и какова справедливая оценка исламского вклада в солнечную астрономию. Ответы на эти два вопроса займут бо́льшую часть главы; более того, они довольно тесно взаимосвязаны, потому что ислам ценил знание не только само по себе, но и за его вклад в религиозные практики (что особенно касалось изучения Солнца). Вслед за этим мы рассмотрим, как развивалось начиная с 750 года н. э. и до Коперника изучение Солнца в других культурах (особенно в Индии) в сравнении с Европой.

Все началось в 630 году н. э., когда пророк Мухаммед взял свой родной город Мекку. Город сдался без боя и стал центром паломничества для новой религии Мухаммеда – ислама. После взятия иудейского поселения в Хайбаре местная женщина отравила за ужином Мухаммеда и его людей. Пророк медленно умирал два года и умер за неделю до своего шестидесятитрехлетия.

К тому времени ислам уже стал социальной и политической силой, сравнимой с иудаизмом и христианством. Всего за несколько десятилетий последователи пророка объединили Иран, Ирак, Египет (захватив Александрию и предав огню то, что осталось от ее великой библиотеки), Сирию, Палестину, Армению и большую часть Северной Африки. К 750 году к ним присоединилась остальная Северная Африка, весь Иберийский полуостров, значительная часть центральной и южной Азии. В X веке ислам еще дальше углубился в Африку и расширил свою зону влияния за счет территории индуизма к востоку от Инда – современные Пакистан, Индия и Бангладеш и дальше, вплоть до пограничных районов Китая.

Мусульманские теократы очень сильно отличались от своих христианских и китайских соперников высокой степенью толерантности, поэтому в расцвете своего золотого века ислам стремился к привлечению любых знаний, его ученые постоянно обменивались мыслями и идеями с астрономами и естественниками из других краев. В период 661–751 годов халифы, правившие из Дамаска, методично прилагали усилияк увеличению запаса научных знаний.

Причина такой страсти к знаниям находится в священной книге ислама. Более одной пятой Корана – больше 1100 строк – связано с тем или иным природным явлением. Коран в сочетании с учением Мухаммеда образует сильную мотивацию к концентрации усилий на математике и астрономии. Исламский ученый М. А. Р. Хан отмечал:

Некоторые из наиболее красноречивых пассажей Корана относятся к величию звездного мира, упорядоченности солнечного и лунного движения среди созвездий, к фазам Луны и головокружительному сиянию неустанных планет. Ничего удивительного, что арабы и другие, позднее присоединившиеся к исламу нации и цивилизации принялись за астрономию с таким энтузиазом и оставили в ней свой след навсегда [205] .

Наследники дамасских халифов – династия Аббасидов – пришли к власти в 751 году н. э. и правили более пяти столетий. За это время они перенесли столицу из Дамаска в Багдад и занялись строительством, пользуясь плодами научных достижений первых халифов. Через двенадцать лет после переезда в Багдад они начали реконструкцию города по проекту, созданному двумя людьми – философом и астрономом. В последующие пятьдесят лет новая метрополия стала знаменитым во всем мире культурным и научным центром. В то время, когда христианская церковь запрещала внутреннюю хирургию, арабы делали анестезию и проводили сложные операции. Математика росла взрывным образом – было введено понятие тангенса в тригонометрии, предложен метод решения кубических уравнений, больших успехов достигли в изучении конусов, были заложены основы теории трилинейной интерполяции. Мусульмане создали первую в мире международную банковскую систему, изобрели маятник и ветряную мельницу. Астрономия процветала вместе с другими науками.

Хотя центром обсервационной астрономии был Багдад, научное возрождение затронуло многие города – мусульманские столицы от Испании до Центральной Азии. Халифы оказывали большое покровительство науке, особенно этим отличился аль-Мансур (правивший с 754 по 775 год). Довольно типичным примером для того времени является история об индийском ученом, явившемся ко двору с копией “Сурья-Сиддханта” (“Солнечные принципы”), написанной индийским астрономом Арьябхатой за четыре столетия до того. Халиф распорядился немедленно перевести книгу на арабский (мусульмане были знакомы с письмом индусов и персов еще до того, как стали читать великие греческие тексты). Халиф аль-Мамун (813–833) был еще прогрессивнее. Будучи астрономом, он основал прославленную академию, Дом мудрости, и очень щедро платил своим ученым: одному старшему библиотекарю, по старости уходящему с должности, было выплачено золота столько же, сколько весили все переведенные им книги. Один из выбранной Сартоном восьмерки – аль-Хорезми – жил в это время, так же как и аль-Кинди, объемистое сочинение которого, “Оптика”, стало основой для многих теорий Ньютона.

Именно аль-Мамун познакомил свой народ с лучшими греческими сочинениями по астрономии – Птолемеев “Альмагест” был переведен минимум пять раз: один раз на сирийский и четыре – на арабский. Аль-Мамун построил две обсерватории, одну в пустыне под Риядом, а другую в Дамаске, а в последующие семь веков царский двор финансировал постройку десятка обсерваторий, еще больше было построено самими астрономами. Много исследований относились к Солнцу: вычисление степени прецессии, длины тропического года, рассуждения об увеличении диаметра Солнца при движении от зенита к горизонту.

Работа астрономов была особым образом связана с исламом. Мусульмане совершают молитву лицом к Мекке (город в горах, около 50 миль вглубь от Красного моря). Мекка – это не только место рождения Мухаммеда, она почитается и как первое сотворенное на Земле место, где Ибрахим (Авраам) и его сын Исмаил возвели Каабу (“куб”), а пророк Мухаммед избрал ее местом для поклонения Богу, физическим воплощением присутствия Бога. Такие ритуальные действия, как призыв к молитве или халяльный метод забоя скота, также должны производиться лицом к Каабе, мусульманские могилы сооружаются так, чтобы тело, лежа на боку, было сориентировано лицом в сторону священного места (сегодняшние похоронные обычаи немного отличаются, но тело всегда ориентируется на Каабу). Поскольку молитвы и прочие акты благочестия мусульман направлены в сторону Мекки, им необходимо точно знать ее расположение.

Каким образом верующие, рассеянные по столь обширной части земного шара, определяют киблу, направление на священный город? Сначала для этого использовали восходы и заходы Солнца и положение неподвижных звезд – ранние мечети ориентировались на Мекку весьма приблизительно. Желая получить более точное направление, халиф аль-Мамун собрал группу ученых для установления координат Мекки и Багдада. Вдохновляемый той же целью математик аль-Бируни написал трактат по геодезии Tahdidu Nihayet-il-Emakin li-Tashih-il-Mesakin с целью определения киблы от Газни, окруженного стеной города на пути между Кабулом и Кандагаром. В течение девятого столетия, по словам видного арабиста Дэвида Кинга, “разрабатывались различные схемы сакральной географии… которые делили мир на секторы по отношению к Каабе, а кибла в каждом таком секторе определялась в зависимости от восхода или захода солнца или определенной неподвижной звезды”. Мусульманские математики составили таблицы для выражения киблы через угол к меридиану на каждый градус земной широты и долготы, используя геометрические и тригонометрические методы. Крайне сложные вычисления привели к появлению астрономических таблиц, которые позволяли верующим узнать, куда следует повернуться лицом, где бы они ни находились. К началу X века мечети начали ориентировать на Мекку с гораздо большей точностью: мечети в Египте и Андалусии повернуты к закату, а мечети на востоке, в Иране, Ираке и Центральной Азии, – к восходу солнца.

Вопрос заключался не только в ориентации молитвы, но и в ее времени. Мусульманам требовалось достоверное знание о расположении Солнца и Луны для определения точного часа молитвы. Как писал Мохаммад Ильяс, историк науки, “эта функция была настолько важной, что в Средневековье только лучших астрономов назначали в главные мечети мусульманского мира”. Коран не назначает определенного времени для молитвы. Верующим скорее рекомендуется ориентироваться по солнцу. В первые годы ислама час молитвы определялся по длине тени, по наступлению сумерек. Мусульмане начинали день на закате с Магриба, переходя ко второй молитве, Иша, с наступлением ночи; на заре приходило время для Фаджра, в полдень – для Зухра (который начинался сразу после того, как солнце пересекало меридиан). Последней молитвой в дневном цикле был Аср, который начинался, когда тени от предметов становились в два раза длинее самих предметов. В некоторых мусульманских общинах добавляется еще шестая молитва, Духа, начинающаяся за столько же времени до полудня, сколько проходит от полудня до Асра.

В то время как некоторые ранние мечети строились без консультаций астрономов, молодых ученых поощряли в освоении астрономии и математики не только в целях составления календарей (в исламе принят только лунный календарь), но и в целях поддержания религиозных практик. Совпадение длинной череды средневековых мусульманских ученых с развитием исламского религиозного ритуала далеко не случайно.

Создание плоской астролябии (от др.-греч. ἁστρολάβον – “берущий звезды”), вероятно, уже в VIII веке мусульманским математиком и астрономом Мухаммадом аль-Фазари (ум. между 796 и 806 годами) только подстегнуло интерес арабов к изучению небосвода, в особенности комет и затмений. Инструмент с высокой степенью многофункциональности, астролябия отвечала на очень многие вопросы сферической астрономии, европейские ученые прозвали ее “королем инструментов” и писали сочинения в ее честь. Лучшие мастера назывались alasterlabi (“создатели астролябий”) и занимались только этим, такой был спрос на приборы. Большинство этих устройств делались в царских мастерских (buyutať), сделать и украсить прибор самостоятельно было значительным достижением.

В сравнении с греческим умозрительным подходом использование этого технического арсенала – астролябии, меридианного круга, армиллярной сферы, небесного глобуса, – изменило астрономическую практику, создав ту основу, на которой ученые создают сегодняшнее оборудование и лаборатории. В 992 году наклон эклиптики был измерен с помощью меридианного круга с радиусом в 40 локтей – около 20 м; в большой Самаркандской обсерватории радиус меридианного круга превышает 36 м. Эти размеры сами по себе давали арабским астрономам значительное преимущество в точности и являлись их крупнейшим вкладом в наши познания о Солнце.

К XIII веку халифат Аббасидов, опустошенный набегами монголов, оказался ввергнут в хаос, Восток и Запад разделились, став почти независимыми государствами. В 1220 году Чингисхан во главе 200 тыс. конников прошел через Центральную Азию и Афганистан, завладев Самаркандом, Бухарой и Балхом, и продвинулся до восточной Турции. Чингисхан умер в возрасте семидесяти двух лет, перейдя к тому времени в ислам и сменив страсть разрушения на страсть строительства, но перед тем за двадцать лет он умудрился стереть с лица земли одну из самых продвинутых цивилизаций. Тем временем крестоносцы сеяли разрушения на западных границах халифата. Смертельным ударом стало взятие Багдада в 1258 году монгольским ханом Хулагу (внуком Чингисхана), который уничтожил дворцы и общественные здания. Библиотеки и собрания произведений искусства, тщательно собиравшиеся поколениями халифов, были разграблены и сожжены. По некоторым подсчетам, выжила одна книга из тысячи.

Арабская астрономия, впрочем, выжила тоже. За три года до взятия Багдада Хулагу-хан смог взять горную твердыню ассасинов. Среди пленных был и астроном Насир ад-Дин ат-Туси, состоявший почетным советником-астрологом при главе ордена. Ат-Туси перешел к новому повелителю, и в 1256 году под его руководством началось возведение огромной обсерватории в Мераге, на юге от Тебриза, которая функционировала более восьмидесяти лет, став одной из самых важных и влиятельных обсерваторий своего времени. Критика ат-Туси в адрес Птолемеевой теории планетарного движения предвосхитила революционные идеи Коперника.

Мамлюкский султанат правил Египтом и Сирией с середины XI до начала XIV века. Расширяясь на север в Турцию, на запад в северо-западную Африку и южную Испанию и на восток в Индию, они вызвали к жизни своего рода ренессанс – вокруг крупных обсерваторий в Мераге и Самарканде выросли новые центры учености. Обсерваторию в Самарканде выстроили под покровительством Улугбека (1393–1440), внука Тамерлана. Улугбек (“великий князь”) посвятил себя астрономии и составил настолько точные звездные таблицы, что на целые поколения арабских астрономов они даже вытеснили Птолемеевы. Но возрождение было очень кратковременным: от самаркандской обсерватории сохранилась только одна часть – гигантский мраморный секстант.

Два индийских астронома смотрят на звезды в телескоп XVII века (HIP / Art Resource, N. Y.; British Library, London, Great Britain)

Разные периоды оживления имели место в последующие годы, но ни один не продлился долго. После убийства Улугбека в 1440 году наука в мусульманском мире угасла. Но на протяжении трехсот пятидесяти лет мусульмане держали науку на службе у ислама, таким образом сохранив ее.

В 1068 году современник выделил группу из восьми наций согласно их вкладу в науку: “Индусы, персы, халдеи, иудеи, греки, римляне, египтяне и арабы”. Этот список, конечно, упрощен, он не учитывает множественные связи меж ду нациями; сюда не входит Китай, который не стоит сбрасывать со счетов; напротив, императорский Рим – неожиданное и, вероятно, не слишком оправданное включение. По этому списку мы и пройдем до конца главы, посмотрев на индийскую астрономию и оценив, в каком состоянии Западная Европа пришла к Копернику.

Индуистские верующие поклоняются Солнцу, называющемуся на санскрите “митра”, или “друг”, из-за его тепла, света и других жизнетворных качеств (Michaud Roland et Sabrina / Rapho / Eyedea Illustrations.

Ведическая религиозная традиция, предшественница современного индуизма, стала одной из первых традиций, обычаи и ритуалы которой были записаны (на санскрите). Веды как единое целое (самые ранние тексты относятся к 1500 году до н. э.) полны гимнов, восславляющих Солнце как источник и опору всей земной жизни. Один из относящихся к Ведам текстов, “Джьотиша-веданга”, обращается к Солнцу как к “хранилищу неисчерпаемой энергии и блеска”. Это первое индийское сочинение по астрономии сталоавторитетным источником уже к IV веку до н. э.

Возможно, в результате этого рано проснувшегося интереса влияние индийской науки широко распространилось, и далеко не только в Китае, куда индийская астрономия проникла в течение примерно столетия после написания ведических текстов. Отто Нейгебауэр пишет, что индийская астрономия является “одним из наиболее важных отсутствующих звеньев между вавилонской астрономией и развитой стадией греческой астрономии, представленной в “Альмагесте”. Вполне возможно, что индийские астрономы обменивались идеями с греческими и вавилонскими коллегами по меньшей мере со времен Птолемея, если не раньше: ключевые понятия текстов Ригведы появляются в вавилонской астрономии около 700 года до н. э. Нам доподлинно известно о заметном присутствии индийской науки в Китае, наряду с буддизмом она была распространена во времена династии Тан (618–907), когда многие индийские звездочеты постоянно проживали в китайской столице. К 817 году астрология индусов тоже пустила корни: китайцы адаптировали к своим нуждам индийский календарь, построенный на двадцати восьми лунных домах. Следующей под влияние индусов подпала Персия: халифы Аббасиды были так восхищены индийской наукой, что приложили усилия для распространения ее методов по Центральной Азии.

Начиная с V века н. э. учение джайнизма(с его акцентом на перерождении и реинкарнации, а также сверхъестественных силах, воплощаемых в карме) утверждается почти во всех частях Индии. Гора Сумеру (находящаяся предположительно в Гималаях) почитается этим учением за центр Земли, вокруг которого в свою очередь вращаются солнце, луна и звезды. Днем солнце движется на юг от горы, а ночью Гималаи скрывают его из виду. У джайнов не было идеи о том, что ночь и день чередуются в разных полушариях, они считали, что в каждом полушарии свое солнце.

Индийская картина мироздания была заимствована в первую очередь из религиозных доктрин, ни одной древней записи о солнце, солнечных пятнах или затмениях обнаружено не было. Индусы-астрономы брали статистику, собранную в Вавилоне и Египте, для собственных нужд – календарных расчетов, учета времени, составления гороскопов, предсказания затмений. Однако именно индусы оценили возраст Земли в 4,3 млрд лет, в то время как еще в XIX веке многие ученые были уверены, что он не превышает сотни тысяч лет (сегодняшняя оценка – 4,6 млрд лет).

Влияние индийской цивилизации на западную астрономию состояло в основном не в теориях, а в разработке математического инструментария; примером служит передовая сферическая тригонометрия, а также изобретение десятичной системы счисления с нулем в качестве числа.

С падением Рима закатилась двуязычная западная цивилизация, что привело к практически полному исчезновению греческого языка за пределами Восточной империи; та же судьба постигла большинство сочинений греческой науки. Астрономия философски перенесла смену декораций с языческих на христианские и перемену географии – перемещение из Александрии в Константинополь, но впервые за триста лет после Птолемея дисциплина, как теоретическая, так и обсервационная, была почти полностью заброшена – почти на четыре столетия. Превратности войн и религиозных распрей обрекли ученость на длительную паузу, катастрофическую в высшей степени для технической науки, зависящей от квалифицированных и систематических инструкций, передаваемых от поколения к поколению.

В 398 году толпа христиан разрушила Александрийский музей, в 415 году другая толпа линчевала Гипатию, астронома из Александрии. Сочинения, появлявшиеся между 650 и 800 годами, были слишком незначительными, отчасти это связано с иконоборческими преследованиями VIII века.

По всему старому миру большинство населения жило на краю нищеты, под постоянной угрозой варварских нашествий, военной мобилизации и еще более частых миграций, голода, чумы, наводнений и прочих бедствий. В 526 году Антиохия была разрушена землетрясением, в 542-м Константинополь настигла бубонная чума, девять лет спустя землетрясение и цунами унесли жизни десятков тысяч людей в Ливане. В 856 году случилось крупнейшее землетрясение в Греции. Одно только десятое столетие ознаменовалось двадцатью жестокими вспышками голода, некоторые длились два-три года. Одинадцатое столетие было не лучше: Франция прошла через двадцать шесть случаев голода, Англия испытывала голод почти каждые четырнадцать лет. Землетрясения в 1138, 1268 и 1290 годах убили до полумиллиона человек. В 1228 году колоссальное наводнение в Нидерландах смыло с лица земли 100 тыс. человек и значительный кусок суше. В середине XIV века бубонная чума вернулась в обличье Черной Смерти, свирепствуя шесть лет подряд и унеся жизни трети населения Европы, а также множества людей в Азии и Северной Африке – возможно, общая цифра доходит до 25 млн. Большим свершением было просто выжить, что уж говорить о картографировании небес.

Индийский народный рисунок с изображением мандалы Сурьи с коброй, символизирующей Солнце, водой и растительностью [From Madanjeet Singh, The Sun in Myth and Art (London: Thames and Hudson, 1993)]

В конце IX века Запад начал постепенно выходить из периода Темных веков. Арабские астрономы устремились в Испанию, и к X веку Кордова со своим полумиллионом жителей, несколькими библиотеками, медицинской школой и большой бумажной фабрикой уже была значительным интеллектуальным центром. Торговые пути между Западом и арабским миром к этому времени давно были проложены, а обмен научным знанием начался только в XI веке после посещения Испании христианскими учеными, которые не только впитали арабские идеи, но и восстановили собственное наследие. К XII веку Толедо стал переводным центром – здесь переводили сочинения с арабского на латынь, иврит, испанский и многие другие языки. “Альмагест” был переведен на латынь анонимным сицилийцем в 1160 году, хотя это оказалось сложным делом: некоторые слова переводчик не смог перевести и просто транслитерировал – такие как “надир” и “зенит”, – и в результате появилось несколько упрощенных и неточных версий текста. Как в игре в “испорченный телефон”, каждый перевод оказывался все дальше от оригинала.

Тем не менее к XIII веку благодаря арабским переводчикам Кордовы и Толедо в обиход вошли достаточно точные латинские версии многих сочинений Птолемея, Аристотеля, Платона, Евклида, Архимеда и Галена. Работы Птолемея стали практически синонимом астрономии и редко подвергались сомнению, хотя ведущие арабские астрономы, конечно, задавались вопросами, находя все больше ошибок в его системе, особенно в части движения планет. Как, например, в рамках Птолемеевой теории могла объясняться изменяющаяся яркость Меркурия и Венеры? Величайший ученый нового поколения Ибн Рушд (1126–1198), известный под именем Аверроэс и заработавший прозвище Комментатор за обширные комментарии к Аристотелю, писал: “Астрономическое знание наших дней не дает нам ничего, из чего могла бы следовать окружающая нас действительность. Модель, которую развивают ученые сегодня, согласуется с вычислениями, а не с тем, как действительно обстоят вещи”. Король Альфонсо X Кастильский (1221–1284), ознакомившись с Птолемеевой моделью, по легенде, заметил, что, присутствуй он при создании мира, он дал бы Всемогущему пару неплохих советов.

С V века, когда Римская империя окончательно сошла со сцены, и до конца Возрождения на Западе доминировала римская католическая церковь. Первую часть этого периода монахи контролировали учебные заведения: ученики имели дело с ограниченными источниками, их учителя мало поощряли самостоятельные исследования или наблюдения. Научное знание в основном рассматривалось как подсобная дисциплина для понимания Библии. Блаженный Августин, один из самых открытых христианских мыслителей, писал:

Нет нужды исследовать природу вещей, как поступают те, кого греки называют физиками; не следует беспокоиться, если христианин не знает чего-нибудь о силе и числе стихий, о движении, строе и затмении звезд, о форме неба… Для христианина достаточно верить, что причина тварей небесных и земных, видимых и невидимых заключается только в благости Творца, Который есть единый и истинный Бог [220] .

Профессор Джон Норт (Тринити-колледж, Кембридж), скрупулезнейший историк данного периода, добавляет: “В общем и целом христианин видел себя униженным и жалким созданием, единственной надеждой которого оставались молитва и раскаяние и для которого рациональное постижение планетного вращения было в высшей степени нерелевантным занятием”. В такой ситуации вполне естественно, что астрология продолжала быть полноценной частью повседневности, в то время как немногочисленные оставшиеся астрономы собирали данные и повышали точность различных формул и параметров. Астрология стала покровительницей астрономии, поскольку обеспечивала рынок для трактатов и таблиц и тем самым – сохранность работ, которые иначе бы просто исчезли. Впрочем, расширение христианства с его концепцией единого творящего божества дало дорогу научному подходу к восприятию механизма окружающего мира благодаря отторжению заклинаний, предзнаменований, видений и прочей оккультной чепухи, которая примкнула к астрологии. Поначалу это не очень помогло астрономии. С одной стороны, действительно, ни один средневековый студент не мог получить степень без понимания основ изучения небес, с другой, средневековые христианские университеты, беря пример с церкви, никогда не пускали астрономию в первый ряд: она могла входить в каждый вводный курс, но преподавалась на элементарном уровне, и основные недостатки греческой космологии переходили от поколения к поколению.

По мере смягчения культурного климата и появления первых европейских университетов в Оксфорде (1096), Париже (1150–1170) и Болонье (1158) “Альмагест” проник в программу математического образования как в Европе, так и на Ближнем и Среднем Востоке, став естественным продолжением Евклидовых “Начал” и трактатов Автолика и Феодосия по сферической астрономии. Но даже тогда большинство студентов находили его слишком сложным и прибегали к чтению толкований, где обсуждались только элементарные солнечные проблемы.

С возникновением университетов стали появляться и фигуры, претендующие на главенство на интеллектуальной сцене Западной Европы. Монах-францисканец Роджер Бэкон (1214–1294) еще при жизни прославился как Doctor Mirabilis (Чудесный Учитель) благодаря широте и глубине знаний; некоторые называют его первым настоящим ученым. Когда Оксфорд получил свою университетскую хартию, Бэкон боролся за включение науки в программу обучения, настаивая на том, что она дополняет веру, а не отрицает ее. Повсюду присутствовало “знание напоказ, скрывающее глубокое невежество”. Папа Климент I V, который познакомился с Бэконом, еще будучи Ги Фулькуа, папским легатом в Англии, написал своему старому другу, предлагая сочинить книгу о том, как следует учить наукам.

За полтора года Бэкон создал три больших тома, где не только излагал свои идеи по улучшению научных методов и по их преподаванию (например, он предлагал сделать лабораторные эксперименты частью образования), но и ожесточенно клеймил пороки духовенства. В следующие десять лет Бэкон предвосхитил огромное количество открытий и изобретений – магнитную стрелку компаса, конструкцию телескопа, линзу, пароход, самолет, механизм рентгенологии, причину возникновения радуги, принципы камеры обскуры, даже телевидение. Он также написал несколько сочинений по астрономии. Но папа Климент умер, не успев прочесть ни одной строчки, а его преемник Николай IV провозгласил сочинения Бэкона еретическими. В 1278 году Чудесный Учитель был брошен в темницу (вероятнее, был приговорен к домашнему аресту), где и провел следующие четырнадцать лет, умерев в возрасте восьмидесяти с лишним лет в 1294 году.

Голландский рисунок 1635 года с изображением “астролябии Лансберга”, устроенной по Птолемеевым принципам, согласно оригинальной подписи, однако изображение больше похоже на солнечные часы, с которыми сверяется человек (From Philips van Lansbergen, Philippi Lansbergii Opera omnia (Middleburgi Zelandi: Z. Roman, 1663))

В последовавшие два столетия астрономы были заняты обработкой и другими операциями над небывалым изобилием таблиц, а университеты, несмотря на все резоны Бэкона, продолжали видеть в науке способ установления математических отношений между явлениями природы, вместо того чтобы проводить непредвзятые исследования на базе эмпирических данных и экспериментов. В итоге ученый вынужден был оттачивать свое мастерство в сложных предсказаниях [затмений] и в геометрических принципах, лежащих в основе бесконечного числа вычислительных таблиц.

Единственным исключением стало возрождение интереса к Аристотелю. До XII века его сочинения практически не были известны христианской Европе, но теперь они торжественно снова вошли в моду. В особенности много цитировалось “О небе”, где предполагалось, что наука должна искать причины явлений. Согласно Аристотелю, например, камень, падая к центру Земли, ускорялся потому, что, будучи земной природы, стремился домой. Все движение было переходом от “потенциала” к “действию”, реализацией того, что могло быть в основе природы объекта. Можно назвать это физикой задом наперед, но у данной системы было много последователей (Артур Кестлер сказал бы, что, когда мы проклинаем упрямое устройство или капризную машину, мы все обращаемся к Аристотелю).

В конце XII века можно выделить две школы: строгие последователи Аристотеля и математики-астрономы, требовавшие от теории поддержки сложными таблицами и вычислениями. Бэкон помог разрешить противоречие между теориями Аристотеля и Птолемея путем нового объяснения способов взаимодействия разных хрустальных сфер. Его идея изобиловала понятиями внешних выпуклых и внутренних вогнутых поверхностей и была не лучше, чем у предшественников, но ей удалось сохранить мир и оставить обоих греческих мыслителей непотревоженными в их классическом каноне. И Аристотеля, и Птолемея продолжали преподавать студентам, а их несоответствия как друг с другом, так и с наблюдаемыми явлениями молчаливо принимались. Только в 1277 году парижский епископ приговорил двести девятнадцать утверждений Аристотеля, объявив ряд его учений ересью (такое, например, как вечность мироздания). Сторонники Аристотеля были вынуждены отступить.

Еще столетие спустя, в 1377 году, другой парижский клирик, Николай Орем, сочинил комментарий к Аристотелю, отметая его аргументы в пользу неподвижности Земли и объявляя этот вопрос относительным. Хотя Орем (позже ставший епископом Лизье) не смог окончательно убедить себя в том, что Земля действительно делала дневной оборот вокруг своей оси, он рассматривал такую возможность. Эта проверка древних допущений по поводу неподвижности земного шара была, как и арабская критика, всего лишь еще одной царапиной на корпусе надежной машины: греческая космология продолжала преспокойно катиться дальше, тщательно смазываемая попеременно церковью и наукой. Небесные тела, включая Солнце, двигались по своим постоянным окружностям, а Земля лежала неподвижно в центре вращающейся вселенной.

Но вскоре всему этому предстояло измениться.

 

Глава 9

Земля движется

Будучи подростком, Граучо Маркс взял на себя ответственность за обучение своих братьев и однажды спросил у Харпо, старшего брата, какой формы наш мир. Харпо признался, что не очень знает. Тогда Граучо подсказал ему: “Какой формы мои запонки?” – Квадратные, – был ответ.

– Я имею в виду воскресные запонки, не на каждый день. Ну, скажи теперь, какая форма у Земли.

– По воскресеньям круглая, а по будням квадратная, – отвечал Харпо, вскоре после этого принявший сценическое амплуа немого.

Эта история насчитывает много лет, а сам вопрос – еще больше. Какой формы наш мир? В I веке н. э. Плиний Старший заключил, что Земля имеет форму шара, но у него была и запасная теория о “шишковидной форме”. Эрудит Исидор Севильский также объявил наш мир круглым, но при этом плоским, как колесо. Беда Достопочтенный считал мир сферическим, но не мог себе представить людей-антиподов на противоположной стороне шара. Эти мудрецы были одиноки в своих воззрениях, поскольку с V до конца X века Европа пребывала в уверенности о прямоугольной форме мира; ортодоксальная картография помещала в центр мира Иерусалим. Но когда в 999 году астроном Герберт стал папой Сильвестром II, он сделал сферу Плиния Старшего официальной доктриной церкви. В 1410 году появление Птолемеевой “Географии” на латыни подтвердило уже распространенную идею о круглом мире, а к концу столетия в связи с плаванием Колумба на поиски Индии мореплаватели и ученые также приняли модель сферической Земли, хотя и не знали ее размеров. Пришлось смениться еще многим поколениям, чтобы показать, что вращение планеты образует выпуклости на экваторе, так что сфера все-таки не идеальна.

Но где находилась наша планета по отношению к остальной вселенной? “Массы, – писал Уильям Манчестер, – продолжали верить, что наш мир был неподвижным диском, вокруг которого вращалось Солнце, а весь остальной космос состоял из рая, блаженно раскинувшегося над небесами и населенного херувимами, и ада, пылающего глубоко внизу под почвами Европы. Все верили в это и даже буквально знали это”. Не совсем так – все большее число астрономов обнаруживали, что геоцентрическая модель вселенной не во всем сочетается с фактами. Мусульмане и христиане могли бесконечно пересматривать “Альмагест”, но ни один из вариантов прочтения не позволял рассчитать положение планет так, чтобы расчеты совпали с наблюдаемым, учитывая постоянно растущую точность наблюдений. Не то чтобы никто не мог догадаться: за четыреста лет до Аристарха Самосского (который выдвигал идею гелиоцентричного космоса) философы из северной Индии утверждали, что если Солнце – крупнейший объект в космосе, а сила тяжести удерживает космос воедино (а они считали верным и то и другое), то оно обязано быть в центре космоса. Были и другие: в начале XI века аль-Бируни пришел примерно к тем же заключениям, а немецкий теолог Николай Кузанский (1401–1464) уже размышлял о такой возможности. Но до изобретения печатного пресса и в отсутствие кого-либо, кто мог бы записать данные мысли, все это оставалось домыслами, быстро исчезающими с горизонта науки.

Когда в 1450 году Иоганн Гутенберг наконец изобрел наборный шрифт, эти теории смогли не только запечатлеться на бумаге, но и широко распространиться. Ученые получили возможность собирать частные библиотеки с доступом к одним и тем же печатным текстам, которые можно было обсуждать с коллегами в письмах независимо от расстояния. К началу XVI века типографии имелись в каждом крупном западноевропейском городе, суммарные тиражи достигали 6–9 млн экземпляров, а число наименований книг составляло более 35 тыс.

В 1465 году тридцатилетний астроном из Кенигсберга, Бавария, Иоганн Мюллер (1436–1476) начал писать сам и заказывать на стороне работы по астрономии вместе с альманахами и таблицами. Эти книги и статьи оказались крайне популярны, учитывая спрос на методы, помогающие в навигации и освоении новых земель, а также вечный интерес к астрологии. Через пять лет Мюллер обосновался в Нюрнберге, у него уже была собственная обсерватория и своя типография, а концу века каждое мало-мальски значимое сочинение по астрономии стало доступно на всем Западе.

И в этот момент на сцене появился Николай Коперник (1473–1543), скромный клирик из Восточной Пруссии, входившей тогда в Польское государство. Во время десятилетней учебы в Болонье и Падуе он также заинтересовался теориями космических сфер и, как и многие, столкнулся с тем, что приходилось вносить массу поправок, чтобы сгладить ошибки Птолемея. Почему Меркурий и Венера никогда не удалялись далеко от Солнца, а Марс, Юпитер и Сатурн временами начинали двигаться в обратную сторону? Коперник был вынужден обратиться к идее гелиоцентрической системы, которая гораздо лучше соотносилась с действительностью, чем система Птолемея, хотя все еще была несовершенной: Коперник, как и другие, продолжал исходить из того, что орбиты планет имели форму окружности, а не эллипса. Земля стала одной из планет – он гнал эту идею прочь как абсурдную, но она упорно возвращалась.

В тридцать он вернулся в дом своего дяди-епископа (“на краю земли”, как он сам недовольно выражался), где построил простую обсерваторию в одной из башен окружающей собор стены. Следуя инструкциям “Альмагеста”, он соорудил такие же грубые деревянные приборы, которыми астрономы пользовались веками, и проводил ночи за наблюдением звезд. Около 1514 года он напечатал и начал распространять свое сочинение, позже названное учеными De hypothesibus motuum coelestium a se constitutis commentariolus, или “Малый комментарий”, где излагал свое видение гелиоцентрической системы и спрашивал мнения у друзей и ученых коллег. В это время католическая церковь преисполнилась большого энтузиазма по поводу учености и поощряла оригинальные научные исследования, если они открыто не восставали против ее доктрины. Когда папа Лев X отреагировал положительно, а либеральные члены курии тоже дали понять о своем одобрении, Коперник стал планировать публикацию более существенного сочинения. Можно было бы ожидать, что и первоначальный набросок был достаточно противоречивым, но на этой стадии официальные инстанции никак не намекали на грядущую бурю.

В 1532 году новая система Коперника была впервые представлена ни много ни мало личным секретарем папы перед узким кругом приглашенных в Ватиканских садах. Секретарь хорошо подготовился, слушатели было приятно впечатлены. Коперник начал путь к славе, еще ничего не опубликовав. И тем не менее он долго колебался – отчасти потому, что он не мог найти никакого прямого доказательства вращения Земли (не говоря уж о вращении вокруг Солнца), а отчасти потому, что подозревал протестантов с их буквальным прочтением Библии в гораздо более критичном отношении, чем отношение ватиканских друзей. Прошло более тридцати лет со времен “Малого комментария”, прежде чем он разрешил включить фрагмент сочинения, над которым работал, в книгу по тригонометрии. В полном виде сочинение De revolutionibus orbium coelestium (“О вращении небесных сфер”) вышло в 1543 году тиражом несколько сотен экземпляров, двести двенадцать страниц формата фолио. К тому времени стареющему канонику было семьдесят, он страдал апоплексией и был наполовину парализован. Легенда гласит, что он успел увидеть первый отпечатанный экземпляр за несколько часов до смерти.

“Страх, что меня станут презирать за новизну и бессмысленность мнений, чуть не побудил меня отказаться от продолжения задуманного произведения”, – пишет Коперник. Но одновременно с этим он претендовал на научное признание. Действительно, в сопроводительном письме папе Павлу I I I (понтифику, отлучившему от церкви Генриха VIII и укрепившему позиции инквизиции)он признавал, что впервые узнал о возможном вращении Земли из Цицерона, а читая Плутарха, открыл, что у этой точки зрения были свои сторонники. Но, сперва отдав должное вкладу Аристарха Самосского, впоследствии Коперник вычеркнул из рукописи все упоминания о нем. Коперник, однако, превзошел Аристарха в том, что предложил более точную модель вращения планет вокруг Солнца. Меркурий у него обращался примерно за восемьдесят дней (современная цифра – 87,97 дня), Венера – за девять месяцев (современная цифра – 224,7 дня), пара Земля – Луна – за год, Марс – за два неполных земных года (1,88), Юпитер – за двенадцать (11,86), а Сатурн – за тридцать лет (29,4): все оценки вполне адекватные. Ученый даже смог оценить с погрешностью в 5 % максимальные и минимальные расстояния от планет до Солнца.

Коперник также предположил, что Земля вращается вокруг Солнца, полностью оборачиваясь вокруг своей оси каждые 24 ч (из-за чего возникает ощущение, что звезды вращаются в противоположном направлении). Он расставил шесть известных тогда планет в правильной последовательности – Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, – но дальше не продвинулся. Звездная сфера оставалась неподвижной, а траектории планет – окружностями, а не эллипсами. Не все ответы Коперника были верны, но его достижений хватило для возникновения ожесточенной дискуссии. Протестанты с самого начала считали его идеи кощунством. Мартин Лютер (1483–1546), один из тех церковных лидеров, кто усмотрел в новой теории не только шокирующую новизну, но и серьезную ошибку, спрашивал открытым текстом: “Кто осмелится поставить авторитет Коперника выше Святого Духа?” В конце концов, продолжал он, Иисус Навин велел остановиться Солнцу, а не Земле.

До тех пор пока идеи Коперника оставались предположениями, Рим хранил молчание, равно как и интеллектуалы из стана церкви. В течение полувека после смерти ученого большинство астрономов признавали важность его теории в частном порядке, но публично по-прежнему придерживались мнения о неподвижной Земле. “Гелиоцентрическая теория была принята далеко не повсеместно вплоть до времен Ньютона, – писал астроном Патрик Мур, – а в странах, далеких от средиземноморской культуры, старые идеи продержались еще дольше”. В Китае и Японии миссионеры-иезуиты продолжали распространять общепринятую космологию. Идея огромной и неведомой вселенной, в которой Земля – лишь небольшая частица, поставила бы значительную часть идейного аппарата христианства под угрозу, это было бы нелегким предприятием. Реакция крещеного мира напоминала историю о викторианской супруге каноника в Вустере, которая, услыхав о теории Дарвина и происхождении людей от обезьяноподобных существ, воскликнула: “От обезьян! Будем надеяться, что это неправда. Но если это так – будем молиться, чтобы об этом не стало широко известно”.

Коперник никогда не был упрямым революционером и собирался оживить Птолемееву традицию математической астрономии, а вовсе не подрывать ее. Его расчеты раз за разом оказывались рядом с Птолемеевыми, да и сама структура De revolutionibus отражала “Альмагест”, а таблицы были не точнее, чем принятые ранее. “Если бы не Тихо Браге и Кеплер, – язвительно заключает Отто Нейгебауэр, – система Коперника работала бы на увековечивание Птолемеевой системы в слегка усложненной форме, которая более по душе философам”. Артур Кестлер был еще суровее: на почти четырехстах страницах, посвященных периоду от Коперника до Галилея, он хоронит репутацию польского каноника, по характеру “сварливого педанта без проблеска таланта или иррационального чутья настоящего гения, который, ухватившись за хорошую идею, распространил ее на плохую систему и терпеливо корпел над тем, чтобы нагромоздить в своем труде еще больше эпициклов и деферентов, превратив его в самую скучную и самую невозможную для чтения книгу среди книг, делавших историю”. Но все же Коперник действительно дал первый импульс настоящей революции. Он первым пришел к мысли, что Земля оборачивается вокруг своей оси каждые 24 часа, одновременно вращаясь вокруг Солнца, и разработал на этой основе полноценную теорию. В 1546 году, спустя три года после его смерти, родился астроном, модель космоса которого сохраняла многое от Коперниковой гелиоцентрической теории, но не подразумевала движение Земли. Тихо Браге родился в знатной датской семье и вырос протестантом, унаследовав мировоззрение, ограниченное строгой интерпретацией Писания. Первое затмение он увидел, будучи веснушчатым мальчишкой четырнадцати лет от роду, и был поражен тем, что его предсказали с точностью до дня. Как же мог несовершенный человек предсказать величественные движения небесных сфер? Браге принялся за изучение астрономии. В шестнадцать лет он наблюдал, как соединение Юпитера и Сатурна, предсказанное действующим юлианским календарем на 25 августа 1563 года, опоздало на два дня, если исходить из таблиц Коперника, и на целый месяц, если исходить из таблиц Птолемея (соединением в астрономии называют максимальное сближение двух тел на небосводе, когда совпадают их эллиптические долготы). Тогда Тихо Браге понял, что астрономическая система отчаянно нуждается в модернизации. И именно это станет его делом.

Смерть в 1565 году опекавшего его дяди, адмирала Йергена Браге, принесла Тихо Браге большое наследство, и вскоре он построил обсерваторию в аббатстве Херревад, в Сконе (юг Швеции, тогда относившийся к Дании), перевернув вверх дном всю Европу в поисках лучших инструментов, среди которых оказался небесный глобус пяти футов в диаметре, стоивший 5 тыс. ригсдалеров – школьный учитель мог заработать такую сумму за восемьдесят лет. Огромный стенной квадрант, медная четверть круга с радиусом почти 2 м, позволял Тихо Браге точно определять момент, когда звезды проходили меридиан. В арсенале находился и большой секстант, точно измеряющий широту и долготу небесных объектов. Кроме обсерватории имелась бумажная фабрика, стеклодувная мастерская, переговорная система труб, канализация, частная тюрьма, небольшая фабрика для изготовления и ремонта инструментов, химическая лаборатория – в сущности, хватало мощностей для самодостаточного мира.

Однажды вечером 11 ноября 1572 года Тихо возвращался из обсерватории домой, когда внезапно заметил ослепительный источник света, превосходящий по яркости Венеру. “Заинтересованный, словно громом пораженный, я стоял, пристально всматриваясь вверх, – писал ученый. – Я был в таком замешательстве из-за невероятности происходящего, что переставал верить собственным глазам”. Он позвал слуг, которые подтвердили явление, но, опасаясь групповой иллюзии, Тихо Браге продолжал останавливать крестьян на улице, прося их также сказать ему, что они видят. В течение последующих восемнадцати месяцев свечение оставалось в небе на северо-западе от трех звезд правой части созведия Кассиопеи, где никогда ранее никакой звезды не наблюдалось. Это не было также ни планетой, ни кометой. Иногда источник был настолько ярким, что был виден даже днем, но к декабрю его яркость потускнела до уровня Юпитера, а уже к марту оставалась лишь точка, свет которой постепенно менялся от белого к красному и, наконец, к серому. Тихо Браге наблюдал этот объект вплоть до его полного исчезнования в марте 1574 года.

Будь это новым объектом в небе, потребовался бы пересмотр всей Аристотелевой космологии, поскольку, по Аристотелю, изменения и распад могли случаться только в подлунном мире, все выше было вечным и неизменным. Но что-то в небе, очевидно, тоже менялось; то, что довелось наблюдать Тихо Браге, было колоссальным звездным взрывом, звездой в предсмертной агонии – феномен, который сегодня известен под именем сверхновой.

Браге был последним известным астрономом, работавшим без телескопа, но зато его время ознаменовалось до сей поры не распространенным почтением к фактам, не говоря уж о том, что он был идеальным наблюдателем, его наблюдения невооруженным глазом отличались точностью до угловой минуты, то есть до 1 / 60 градуса (человеческий глаз вообще является превосходным инструментом для больших расстояний, в ясную ночь он способен различить огонек свечи на расстоянии в 7 миль). Тихо Браге тщательно каталогизировал планеты и звезды, последних он смог перечислить около тысячи. В 1573 году он опубликовал памфлет “О новой звезде”, отдав дань благодарности сверхновой, которая создала ему репутацию. На следующий год он произнес приветственную речь перед академической общественностью на латыни по случаю приглашения в Копенгагенский университет:

В наше время Николай Коперник, справедливо названный следующим Птолемеем, путем собственных наблюдений обнаружил нечто, отсутствующее у Птолемея. Он рассудил, что гипотеза Птолемея допускала нечто неприемлемое и противоречащее математическим аксиомам… Тогда он благодаря поразительному уровню своего гения выдвинул собственную гипотезу другого рода и тем самым восстановил науку о небесных движениях так, что никто до него не достигал такой точности в расчетах курсов небесных тел. И хотя некоторые детали у него противоречат физическим принципам, например то, что Солнце покоится в центре вселенной, или то, что Земля, связанные с ней элементы и Луна движутся вокруг Солнца в тройственном движении, а восемь сфер остаются неподвижными, несмотря на это, Коперник не допускает ничего абсурдного с точки зрения математических аксиом [242] .

Дворец и обсерватория Ураниборга на острове Вен (Bibliothèque Mazarine, Paris, France / Archives Charmet / The Bridgeman Art Library)

Тихо Браге понимал, что старая система теряет смысл, но ему не хотелось отпускать Землю из ее центрального положения в космосе. Он произвел на свет систему, ставшую известной под его именем, которая напоминала коперниковскую, но имела два центра – Землю и Солнце. Все планеты, кроме Земли, вращались вокруг Солнца, а само Солнце вращалось вокруг Земли – изящный компромисс между Библией и наукой, хотя и необоснованный, с нашей современной точки зрения. Но Тихо Браге был практиком, а не теоретиком и невозмутимо продолжал двигаться дальше.

Его сообщение о сверхновой одновременно заинтересовало и обеспокоило короля Дании Фредерика II – он опасался, что его ведущий астроном захочет покинуть Данию ради более изобильных пастбищ. Король решил даровать Тихо Браге островок Вен (в старом варианте произношения – Гвен), находящийся на полпути между датским островом Зеландией и Швецией, его скалы поднимались отвесно на сотни футов в пределах прямой видимости от новой крепости, которую Фредерик возводил в Эльсиноре. Вместе с островом астроному досталось щедрое пожизненное финансирование, состоящее из ренты домовладельцев острова: в какой-то момент в 1580-х в распоряжении Тихо Браге находился 1 % дохода страны.

Ученый незамедлительно принялся возводить на острове две новые обсерватории: подземный “Замок звезд”, не подверженный никаким штормам, и надземный комплекс “Ураниборг”, названный в честь греческого бога небес. Это сооружение, еще называвшееся Музей (буквально – “храм муз”), могло похвалиться крепостными стенами, павильонами, ботаническими садами, фонтанами, вольером для птиц, типографией, погребами и башнями. Ко времени его завершения “не было на всем свете ничего подобного этому месту”.

В ноябре 1577 года Тихо Браге вместе со своими работниками вытягивал рыболовные сети на запруде, когда обнаружил нечто напоминающее другую сверхновую. Когда совсем стемнело, он разглядел красноватый хвост, вытянутый в сторону от Солнца, – легко узнаваемый признак кометы (само слово в греческом значит “волосатый”; Аристотель использовал его, поскольку считал, что кометы – как нам теперь известно, всего лишь комья льда и грязи – выглядят как волосатые звезды). Астроном поспешил в обсерваторию, где определил положение пришельца, вычислив угол и расстояние до ближайших звездных соседей. В течение четырех месяцев он отслеживал движение кометы по небу и обнаружил, что она не имела заметного параллакса (изменение видимого положения объектов относительно объектов фона в зависимости от сдвига головы наблюдателя).

В докладе королю Тихо Браге рассчитал, что комета находилась на расстоянии, более чем в двести тридцать раз превышающем радиус Земли (четырехкратная дистанция до Луны). Хотя расчеты были очень неточными, это убедило ученого (еще больше, чем раньше сверхновая), что Аристотель ошибался – не могли отдельные сферы вращаться над Луной и под ней. Вместо этого он постулировал общую атмосферу, которая охватывала вселенную и в которой в произвольных местах могли возникать сверхновые и кометы. Старое учение о множественных сферах, писал он в 1588 году, “теория, которую ее авторы придумали для соблюдения видимости, существует только в воображении, чтобы движения планет по их орбитам могли быть постигнуты разумом”.

С течением времени Тихо Браге становился все большим чудаком. Он завел карлика по имени Йепп, которого держал за прорицателя и подкармливал за столом лакомыми кусочками, а также ручного лося, который однажды ночью поднялся по ступенькам в пустую комнату и выпил столько пива, что свалился с лестницы, сломал ногу и вскоре умер. Судьба изменила и Браге: в 1588 году умер король Фредерик II (опять же от неумеренного пьянства), следующие девять лет правила череда регентов, поскольку королевскому сыну было всего десять лет. Все они были друзьями Тихо Браге, так что ничего не менялось, но, как только Кристиан IV вступил в свои права, он тут же прекратил покровительствовать полубезумному звездочету, который четверть века жил на всем готовом. Тихо Браге покинул остров вместе со своими учениками, слугами, инструментами и печатным станком и обосновался в католической Праге. Там он построил свою последнюю обсерваторию в замке Бенатки, в 30 милях от города, где и проводил время до самой смерти в 1601 году, сочиняя стихи и подводя итоги своим исследованиям, но не опубликовал больше ни одного слова.

За год до своего изгнания с острова Вен Тихо Браге получил дебютную публикацию двадцатипятилетнего немецкого школьного учителя астрономии и математики. Иоганн Кеплер (1571–1630) был близорук, угрюм, безрассуден, рассеян, происходил из бедной и очень неблагополучной семьи (его мать была обвинена в колдовстве, он сам спасал ее от костра). Кроме того, он был гением. Его сочинение Mysterium Cosmographicum не слишком приближало читателя к пониманию вселенной, поскольку придерживалось все той же концепции концентрических сфер, но оно демонстрировало всю мощь мысли автора, который, кстати, помещал Солнце в центр вселенной. Тихо Браге пригласил Кеплера приехать с визитом, но Вен оказался слишком далеко от дома Кеплера в Граце. Впрочем, четыре года спустя, когда датчанин оказался в Праге, такое путешествие уже стало вполне реальным. Когда в 1598 году школа, где преподавал лютеранин Кеплер, оказалась закрытой по приказу эрцгерцога Фердинанда (обучавшегося у иезуитов), жребий был брошен.

4 февраля 1600 года 55-летний Тихо Браге и 28-летний Иоганн Кеплер наконец встретились “лицом к лицу, серебряным носом к чесоточной щеке”. Они провели три беспокойных месяца в компании друг друга (датчанин был подозрителен и скрытен, молодой немец – упрям и придирчив), по окончании которых Тихо Браге настоял, что Кеплер должен дать письменное обязательство не разглашать ничего о работах датского ученого. Когда в том же году главный помощник Тихо Браге уехал в Данию, Кеплер был приглашен на постоянное место. Двое ученых почти не разговаривали друг с другом, за исключением трапез, но тем не менее после смерти Браге Кеплер оказался назначенным на должность императорского математика (Браге сам занял бы эту должность, если бы не был для нее слишком высокомерным аристократом). Кеплер немедленно принялся за работу, используя колоссальный корпус точных наблюдений Браге для разработки собственных теорий, часть которых (например, планетное движение) опровергали идеи его благодетеля.

К 1605 году все основные исследования Кеплера были закончены – эти годы он так упорно работал над своими вычислениями, что, по его собственным словам, “мог бы уже десять раз умереть”. Помехи со стороны наследников Тихо Браге замедлили публикацию, но в 1609 году вышла кеплеровская “Новая астрономия”. Она утверждала два основных принципа: планеты двигались не по окружностям, а по эллипсам, а их скорость варьировалась в зависимости от расстояния от Солнца.

Фронтиспис книги Кеплера “Тайна мира” (Mysterium Cosmographicum, 1596 год) изображает сферы планет, объединенные каждая с одним из пяти Платоновых тел, определяя таким образом размеры сфер и ограничивая их число шестью. По этой модели Кеплер расчитал расстояние от каждой планеты до Солнца (Mary Evans / Photo Researchers, Inc.)

Ватикан объявил, что только круговые орбиты являются совершенными; Кеплер на это отвечал, что небесное несовершенство служило Богу для создания лучшей музыки, поскольку Он использовал музыкальную схему для расположения планет и приведения их в движение. Также Кеплер смог усилить утверждения Коперника и Браге о том, что звезды находятся неизмеримо дальше, чем считали раньше. Масштаб вселенной, по Кеплеру, был за пределами возможностей воображения.

Великий философ Блез Паскаль (1623–1662), покинувший науку ради религии, отвечал на эти открытия словами атеиста-вольнодумца в своих “Мыслях”: “Меня ужасает вечное молчание этих безграничных пространств!” Кеплера оно тоже ужасало – ему приписывают восклицание: “Бесконечность невозможно помыслить”. Однако эти открытия скорее усилили, чем ослабили его религиозные взгляды. “Но тому, кто слишком глуп, чтобы понять астрономическую науку, или слишком слаб, чтобы поверить Копернику, не задевая своей веры, я бы посоветовал покончить с изучением астрономии и, прокляв какие ему угодно философские мнения, заняться своими собственными делами, и, прекратив бродить по свету, отправиться домой ковыряться на своем участочке”.

Эти трое ученых – Коперник, Тихо Браге и Кеплер – заложили основания научной революции XVII века. Хотя к моменту смерти Тихо Браге практически ни один астроном не верил в гелиоцентрическую космологию, все они использовали техники Коперника. Как заметил Оуэн Джинджрич, профессор астрономии в Гарварде, Кеплер, “первый астрофизик”, стал “тем человеком, который в действительности создал систему Коперника в том виде, в котором мы ее знаем”. К моменту смерти Кеплера тридцать лет спустя вся дисциплина уже руководствовалась учением Коперника и приняла не только соображения Тихо Браге о движении звезд, но и теории Кеплера о движении планет. Космология полность преобразилась этими тремя учеными… и появлением телескопа. Но это уже другая история – история Галилея.

Так начинается пьеса Бертольда Брехта “Жизнь Галилея”, изначально озаглавленная “Земля движется”. Людовико, молодой человек, ухаживающий за дочерью Галилея, приходит в дом ученого в Падуе (тогда – часть Венецианской республики). Он рассказывает хозяину, в то время профессору математики: “Возьмите, например, эту диковинную трубу, которую продают в Амстердаме… две линзы: одна такая [показывает жестами двоякую выпуклость], а другая – такая [показывает двоякую вогнутость]. Мне говорят: одна увеличивает, а другая уменьшает. Каждый разумный человек, конечно, поймет: они друг дружку должны уравнивать. Неверно! Сквозь эту штуку все видно увеличенным в пять раз. Вот вам и ваша наука”.

Галилей интересуется, давно ли изобрели это устройство.

Вверху слева: Николай Коперник (1473–1543) (Science Source / Photo Researchers, Inc.); вверху справа: Тихо Браге (1546–1601) (Hulton Archive / Getty Images), хорошо заметен его протез для носа; внизу слева: Иоганн Кеплер (1571–1630) (Science Source / Photo Researchers, Inc.); внизу справа: Галилео Галилей (1564–1642) (SPL / Photo Researchers, Inc.)

Людовико отвечает, “что она была не старше нескольких дней, когда я уезжал из Голландии. Во всяком случае, ее как раз только что начали продавать”.

Строки, которые Брехт вкладывает в уста молодому поклоннику, отражают то, что действительно происходило в Голландии, и реакция Галилея в пьесе тоже соответствует историческим фактам. Никогда не занимавшийся ни ремеслом, ни собственным делом, Галилей научился шлифовать и полировать линзы и вскоре собрал превосходный инструмент. Венеция по природным условиям была лишена крепостных стен, что делало жизненно важным раннее предупреждение вражеских нападений. Восьмого августа 1609 года Галилей предстал перед дожем и его двором с приглашением явиться на колокольню собора Св. Марка, чтобы ознакомиться с применением его нового устройства. Как пишет Брайан Клегг, “престарелых сенаторов приходилось удерживать от стычек друг с другом за право взобраться следующим на крышу и обозреть горизонт в поисках кораблей. Они напоминали детей, получивших новую игрушку”. Очень ловко представив изделие, Галилей удвоил свой академический оклад (с 520 флоринов в год до 1000 – эквивалент сегодняшних 300 тыс. долларов), а его профессорский контракт стал пожизненным.

Портреты молодого Галилея изображают его крепким, рыжеволосым, с короткой шеей и грубыми чертами лица: эти характеристики полностью передают его упрямую натуру и жесткую самоуверенность. “Самозабвенный карьерист с умением преподнести себя”, он теперь претендовал на авторство изобретения (которое он предпочитал называть “тубусом”), а его уровень в шлифовке линз был столь высок, что до 1630 года никто не мог превзойти его. Однако в действительности до него было еще несколько изобретателей.

Роджер Бэкон в 1268 году был, вероятно, первым человеком на Западе, кто изобрел инструмент для наблюдения на далеком расстоянии, в Китае астрономы придумали что-то подобное еще раньше. Леонардо да Винчи в своих дневниках и записных книжках оставил заметки, которые потенциально могут означать, что он открыл телескоп еще до конца XV века: “Сделать зеркала, чтобы увеличить Луну”, и “для изучения природы планет нужно открыть крышу и направить изображение отдельной планеты на вогнутое зеркало. Отраженное изображение планеты будет показывать поверхность планеты, увеличенной многократно”. С годами, впрочем, голландский шлифовщик линз Ханс Липперсгей стал в общественном сознании главным изобретателем телескопа. В 1608 году он объявил о своем открытии: сочетание выпуклой и вогнутой линз приближает далекие объекты. В сентябре того же года он презентовал трубку с закрепленными в ней двумя небольшими линзами немецкому принцу Морицу Оранскому. К следующему апрелю подзорные трубы продавались в каждой лавке с очками на Понт-Неф в Париже. Голландский прототип давал трехкратное увеличение, очень скоро появились инструменты, способные на более чем двадцатикратное увеличение.

Но именно Галилею достались лавры за использование телескопа в исследованиях небес. “Трудно найти более удивительное открытие за всю историю науки, – утверждает Ноэль Свердлоу. – В течение двух месяцев, декабря и января [1609–1610], он сделал больше открытий, изменивших мир, чем кто-либо другой до него или после”. Это гипербола, но вполне допустимая. Через семь месяцев после торжественного представления трубы перед дожем Галилей сжато и сухо описывал свои открытия в Sidereus Nuncius (“Звездном вестнике”, хотя сам Галилей, кажется, подразумевал “Послание звезд”): “Я видел изобилие звезд, звезды, которых не видел никогда ранее и которые превосходят старые, уже известные, десятикратно. Но самое большое потрясение вызовет… то, что я открыл четыре планеты”.

Изобилием звезд, о котором писал Галилей, был Млечный Путь. Телескоп наводил на мысль (чего не могло случиться при наблюдении невооруженным глазом), что у неба есть глубина. Сама идея о том, что Млечный Путь – это не полоска на небе, а множество звезд, скопление бессчетного числа сияющих пятнышек света, поражала воображение.

Планеты, которые разглядел Галилей, были четырьмя главными спутниками Юпитера, сегодня известными как Галилеевы спутники. Открытие доказывало, что у других планет имеются объекты, вращающиеся вокруг них, и оказывало сильную поддержку коперниковской версии солнечной системы: если бы Юпитер был закреплен на хрустальной сфере, эти луны ее бы просто разбили. Телескоп позволил Галилею сделать первые систематические зарисовки Луны, обнаружить фазы Венеры, а также продемонстрировал то, что размер планет значительно больше, чем считалось ранее. Но произошло и еще одно огромное открытие: на Солнце были пятна. Оно было “пятнистым и нечистым” – Галилей смог рассмотреть солнечные пятна. Более того, он наблюдал их перемещение по солнечной поверхности, что означало вращение самого Солнца. Занятый определением периода обращения лун Юпитера (и защитой собственного положения при дворе), Галилей не придал большого значения этим меткам, признавшись, что “он не знал и не мог знать, каков материал этих солнечных пятен”, более всего они напоминали ему облака.

И до Галилея люди могли наблюдать объекты, пересекающие солнечный диск, но именно сообщение Галилея поразило широкую аудиторию и принесло ему славу. В 1611 году он нанес триумфальный визит в Ватикан, где папа Павел V даровал ему частную аудиенцию. Умение определить, будет Рим аплодировать или вынесет приговор, всегда было высшим искусством, но Галилей держался в стороне от этого, возможно, беря в расчет изречение одного кардинала о том, что Библия была “предназначена для того, чтоб научить нас, как устроиться на небе, а не тому, как устроено небо”.

Галилей, рыцарь науки, во время его триумфального визита в Ватикан в 1611 году (Louvre, Paris, France / Peter Willi / The Bridgeman Art Library)

Другие астрономы тоже заявили о том, что они наблюдали такие отметки на Солнце. Английский ученый Томас Хэрриот (1560–1621) и два немецких, Кристоф Шайнер (1573–1650) и Иоганн Голдсмид (1587–1616) – его обычно называли латинским именем Фабрициус, – выпустили памфлеты; первым был Фабрициус, который торжественно доставил свое сообщение на книжную ярмарку во Франкфурте осенью 1611 года. Хэрриот, преподаватель математики и помощник сэра Уолтера Рэли, произвел и записал сто девяносто девять наблюдений за солнечными пятнами между 3 декабря 1610-го и 18 января 1613-го, но не опубликовал их. Иезуит Шайнер вел наблюдения с 21 октября до 14 декабря 1610 года, но опубликовал свои результаты только в 1612-м. Первые зарисовки Галилея появились 3–11 мая 1612 года. По-видимому, в самом деле каждый из четырех ученых самостоятельно замечал это явление и не выдавал чужие находки за свои.

Кто бы ни заслуживал пальмы первенства, именно заявление Галилея инициировало последующие дебаты. Шайнеровские наблюдения были дезавуированы его коллегами по ордену, но он и не утверждал, что это пятна – скорее, силуэты не обнаруженных ранее небольших планет, проходящих близко от поверхности Солнца; в конце концов, говорил он, почтительно вторя Аристотелю, Солнце совершенно и на нем не может быть пятен. Через год Галилей ответил “Письмами о солнечных пятнах” – тремя публичными посланиями, в которых утверждал, что пятна действительно находились на солнечной поверхности. Доказательством служило то, что пятна показывали специфическое ускорение и замедление движения, когда пересекали солнечный диск, и удлинялись и укорачивались, когда достигали краев диска, – поведение, в точности соответствующее объектам, закрепленным на вращающемся шаре.

В последней эпистоле Галилей (возможно, ища поводов для полемики) впервые публично поддержал систему Коперника. Письмо привело Рим в ярость – в 1590 году он ясно обозначил свои позиции в деле неаполитанского философа Джордано Бруно. Когда Бруно провозгласил, что вращение Земли вокруг Солнца есть неоспоримый факт, инквизиция обвинила его в ереси и приверженности пантеизму, отрицающему сотворение мира Богом. В первый день Великого поста 1600 года философа привезли на муле на римскую площадь Кампо-де-Фиори, где его привязали вниз головой, раздели догола, а затем сожгли на костре, проткнув железной спицей язык, чтобы Бруно не мог богохульствовать. В течение многих лет католикам было запрещено читать труды Коперника, пока девять главных высказываний, утверждавших, что его идеи были не просто теорией, не были окончательно вымараны. Даже после этой цензуры Конгрегация списка запрещенных книг наложила запрет на работы Коперника (15 марта 1615 года) на основании того, что он защищал “ложное пифагорейское учение о том, что Земля движется, а Солнце неподвижно”.

Галилей оказался в безвыходном положении. Его обязали предстать перед Святейшим кабинетом, и 26 февраля 1616 года был составлен документ, подтверждающий, что астроному указано на необходимость отойти от учения Коперника и “воздерживаться от преподавания или защиты этого мнения и даже от его обсуждения”. Он избежал приговора, но был вынужден заняться другими исследованиями. Такое положение дел сохранялось в течение семи лет, пока Маффео Барберини, сам астроном, не был избран папой, став Урбаном VIII. Многолетний друг Галилея пригласил ученого в Рим, где они провели шесть встреч, прогуливаясь по ватиканским садам и обсуждая вопрос гелиоцентричности. Папа Урбан сообщил своему старому товарищу, что отозвать порицание 1616 года он не сможет, но тем не менее призывает его разработать формальное сравнение между системами Коперника и Птолемея при одном условии: никаких выводов в пользу одной или другой делаться не будет, одному только Богу известно устройство вселенной.

Галилей принялся за работу, которая заняла у него девять лет. Наконец после одобрения местного флорентийского цензора он опубликовал свой “Диалог о двух главнейших системах мира”, первое издание – на тосканском диалекте, второе – на ученой латыни. “Господь был милостив даровать мне первому счастье наблюдать восхитительные вещи, скрытые от нас все эти годы”. Сила аргументов ученого была очевидна: гелиоцентрическая версия была вне обсуждений, Земля движется, потому что этого требует математика. “Широкое применение латыни, которая продолжала быть языком ученых вплоть до начала XVIII века, способствовало обмену идеями; все, что открывалось или предполагалось в одной стране, быстро получало хождение во всех других”, – писал Г. Л. Менкен.

Папа Урбан, уже изрядно пострадавший в борьбе с контрреформацией, воспылал “гневом преданного любовника”и спустил с цепи инквизицию. Через год на формальном судебном процессе Галилею вменялось “сильное подозрении в ереси”. Сам по себе гелиоцентризм никогда не провозглашался ересью, ни ex cathedra, ни на церковном соборе; дело было просто в том, что, как выразился один комментатор, “Галилей намеревался вколотить Коперника в глотку христианскому миру”. Кеплер, например, был возмущен поведением коллеги: “Некоторые своим безрассудным поведением довели дело до того, что труды Коперника, которые были совершенно доступны в течение восьмидесяти лет, теперь запрещены”. По сути, Галилей вынудил Церковь заставить его замолчать, что та и сделала, повсеместно запретив продажу “Диалога…” и конфисковав все имевшиеся экземпляры. “Мы не можем познать, – говорит у Брехта кардинал, обращаясь к Галилею, – но вправе исследовать. Наука является законной и весьма любимой дочерью церкви”.

У Брехта ученому угрожали дыбой и другими пытками, но об этом у нас нет никаких свидетельств. Во всяком случае, чиновники курии предпринимали специальные усилия, чтобы избежать конфликтов. Во время процесса семидесятилетний Галилей был поселен в пятикомнатных покоях с видом на ватиканские сады, ему был выделен камердинер и человек для прислуживания за трапезой. Счастливым для Церкви образом 22 июня 1633 года Галилей пал на колени в большом зале доминиканского храма Св. Марии над Минервой и отрекся – возможно потому, что все-таки был ревностным католиком и увидел смысл в том, чего добивался святой престол: наука не может рассматриваться в качестве источника высшего авторитета. А возможно, просто потому, что, как он и признал в отречении, у него не было неопровержимых доказательств своей правоты.

По оглашенному приговору Галилею предстояло безвыездно проживать на своей вилле Альчетри под Флоренцией, где он и провел остаток жизни в исследованиях, в особенности в изучении динамики. К 1637 году он потерял зрение (хотя и не по причине наблюдений за Солнцем), а через год его посетили среди прочих Гоббс и Мильтон. Последний спустя шесть лет в “Ареопагитике” вспоминал космологическую дискуссию с Галилеем, “проводившим свою старость в тюрьме инквизиции за то, что держался в астрономии иных взглядов, чем францисканские и доминиканские цензоры”. Мильтон вернется к этой теме и в “Потерянном рае”:

В той же поэме Мильтон описывает спуск Сатаны на Солнце, при котором образуется пятно, подобное тем, что видны в телескоп. Жест поддержки? В любом случае запоздалый. По крайней мере Галилей, вопреки легендам, не провел в тюремной камере и одного дня. Он написал две комедии, читал лекции о Данте и продолжал свои академические занятия до самой смерти в 1642 году в возрасте семидесяти восьми лет. “В поколении, заставшем Тридцатилетнюю войну, самое большое несчастье, которое случилось с ученым, – история Галилея, мягкое порицание и почетное домашнее содержание вплоть до мирной смерти в своей постели”, – писал Альфред Норт Уайтхед.

Почти столетие спустя папа Бенедикт XIV даровал имприматур (официальное разрешение Рима на публикацию) первому изданию “Полных трудов” Галилео Галилея (хотя парадоксальным образом запрет на сочинения Коперника продолжался до 1828 года). И еще двести тридцать лет пройдет, прежде чем в 1979 году папа Иоанн Павел II распорядится пересмотреть дело Галилея. Понадобилось двенадцать лет либерализации, чтобы в 1992 году Ватикан наконец признал, что Галилей и его теория оправданы. В марте 2008 года папа Бенедикт X V I объявил, что памятник великому ученому будет воздвигнут в Ватикане. Глава Папской академии наук (сам ядерный физик) сообщил: “Церковь желает закрыть дело Галилея и достичь четкого понимания не только наследия Галилея, но и отношений между наукой и верой”. Даже по стандартам великой институции это было чересчур долго.

В действительности, разумеется, причины для столь долгого неприятия новых теорий были. Появление новых технологий серьезно затрагивает системы верований, и только с изобретением печатного пресса идеи смогли получить по-настоящему широкое распространение. Но даже тогда революционные повороты мышления непременно встречали серьезное сопротивление. Зигмунд Фрейд (1856–1939) распространял мнение, согласно которому Коперник вызвал особенное отторжение, потому что вывел человечество из его исключительного положения в центре вселенной. На самом деле удар, нанесенный галилеевым открытием пятен на Солнце, был гораздо сильнее. Было нечто ужасное в несовершенстве Солнца, как будто недостатки человеческого лица перенеслись на всемогущий диск в небе, многократно увеличенные. До Галилея Солнце было безупречной, идеальной сферой. И вдруг в одночасье оно стало грязным, испещренным пятнами.

С появлением телескопа человеку XVII века пришлось заново выстраивать мир, уже не путем интерпретации воображаемого – солнечных богов, небесных колесниц, пожирающих солнечный диск драконов, – а путем постоянной квалификации и фильтрации наблюдаемых данных. И вероятно, мысль о том, что великая звезда пусть и центр солнечной системы, но лишь малая часть Божьего замысла, да и та в пятнах, переворачивала все мировоззрение.

 

Глава 10

Диковинные моря мыслей

“Я должен умереть, – писал нелюдимый и одинокий школьник Исаак Ньютон (1643–1727) в своем учебнике латинских упражнений, – я могу только рыдать и не знаю, что мне делать”. Главный биограф описывает его как “измученного человека… крайне невротичного, вечно колеблющегося, как минимум до достижения среднего возраста, на грани нервного срыва”. За всю жизнь он так и не женился; как шутил персонаж в “Аркадии” Тома Стоппарда, секс был “притяжением, которое Ньютон сбросил со счетов”. Трудно представить себе его и наслаждающимся галилеевым определением вина как “света, собранного влагой”. У него не было слуха, скульптуры он называл “каменными куклами”, а поэзию – “гениальной бессмыслицей”. Но после смерти сэр Исаак Ньютон был признан крупнейшим гением своего времени. Знаменитый во всем западном мире, он тридцать лет пробыл председателем Королевского общества (величайшая научная институция мира, основанная во времена физика-любителя Карла II), дважды был членом Парламента, удивительным образом он также оказался энергичным и квалифицированным управляющим Монетного двора, когда вступил на эту должность и отвечал за чеканку монет во всей Англии. Местом его последнего упокоения стало Вестминстерское аббатство, там воздвигнут мраморный монумент 25 футов высотой, где над полулежащей статуей Ньютона висит небесный глобус. Рядом херувимы взвешивают Солнце и планеты, латинская надпись гласит: “Пусть смертные радуются, что существовало такое украшение рода человеческого”. Никто во всей истории человечества не понимал “что делать” лучше него.

Еще не достигнув двадцати четырех лет, Ньютон начал формулировать принципы тяготения – основы современной предсказательной астрономии – и доказывать, что объекты на Земле и в небе движутся согласно одним и тем же законам. К этому возрасту он уже сделал важнейшие открытия о природе оптики, о свойствах цвета и света и собирался разрабатывать законы охлаждения, формулировать принципы сохранения момента, изучать скорость звука в воздухе, строить теорию происхождения Солнца. Он первым объяснил природу приливов, изложил новые идеи о конструировании телескопов и выступил одним из создателей математического анализа – дисциплины, без которой наука в ХХ веке не сделала бы ни шагу. “Не стоит заблуждаться, – сказал Эйнштейн в 1919 году, когда его теория относительности принесла ему мировую славу, – и полагать, что сильнейшая работа Ньютона может быть упразднена той или иной новой теорией. Его великие и яркие идеи сохранят свое уникальное значение навечно”.

Исаак Ньютон родился на Рождество в семье фермера в деревеньке Вулсторп на восточном побережье, в графстве Линкольншир. Ранняя смерть отца и скорое повторное замужество матери оставили ребенка на попечении бабушки – не редкость в те дни, но и не слишком плодотворно в плане воспитания. Мальчиком Ньютон мастерил солнечные и обычные часы и всегда точно определял время по Солнцу. В июне 1661-го он уже учился в Тринити-колледже – тогда, как и сейчас, самом знаменитом и большом колледже Кембриджского университета.

Аристотель и прочие великие греческие философы все еще служили поддержкой царящей ортодоксии, но ростки радикальных инноваций уже возникали в лице Рене Декарта (1596–1650), который хоть и сохранял свои исследования в тайне из боязни смертоносной немилости церкви, но в 1644 году опубликовал “Начала философии”. В этом сочинении он, в частности, утверждал, что Солнце – лишь одна из множества звезд, каждая из которых находится в центре собственной “воронки”. У Ньютона такая вселенная вызывала массу вопросов. Почему любой объект всегда стремится упасть как можно ниже? Или почему он двигается в определенном направлении? Галилей рассмотрел, что лунные горы и ущелья похожи на земные, но если они сделаны из того же вещества, что и наша планета, то что удерживает Луну в небе? Почему она кружит вокруг Земли, вместо того чтобы устремиться вниз или, напротив, улететь прочь? Личный физик королевы Елизаветы Уильям Гилберт мог сделать невольную подсказку, когда в работе De Magnete (1600) предположил, что Земля обнаруживает то, что мы сегодня называем “биполярным магнитным полем”, т. е. что ее полюсы заряжены и превращают ее в “большой магнит”. Но что такое магнит?

Сэр Исаак Ньютон (1643–1727) (Science Source / Photo Researchers, Inc.)

Над этими головоломками Ньютон размышлял в своей комнате, расположенной между Главными воротами Тринити-колледжа и часовней. Но во время суровой зимы 1665 года в Англию с континента пришла чума, распространяясь от прихода к приходу, убивая тысячи людей еженедельно. Менее чем за год погиб каждый шестой лондонец. Кембридж не остался в стороне – шестнадцать колледжей были закрыты (каждый был небольшой общиной, даже к XIX веку весь университет насчитывал всего четыре сотни студентов), а Ньютону пришлось вернуться в каменный фермерский дом своей бабки. Его изоляция продлилась около девятнадцати месяцев, в течение которых он успешно создал современную математику, механику и оптику. Как вспоминал сам Ньютон, “я был в самом расцвете сил и занимался математикой и философией больше, чем когда-либо потом”.

Его научную проницательность можно обнаружить в ответах, которые он нашел на два солнечных вопроса – какова масса Солнца по сравнению с Землей и какова его относительная плотность. Ньютон подсчитал, что Солнце в 28 700 раз массивнее Земли (сильно заниженная оценка, но ближе не подходил никто), а его плотность составляет примерно 0,25 от земной (отличается от современной оценки на 2 %). Сила тяжести, впрочем, оказалась более крепким орешком: пройдет почти двадцать лет, прежде чем Ньютон публично выдвинет свою теорию, и к тому времени он уже частично воспользуется чужими идеями. Около 1639 года астроном Джереми Хоррокс (1617–1641), тоже учившийся в Кембридже, предположил, что на движение Луны, обусловленное Солнцем, воздействует и некоторая сила, исходящая от Земли. Вслед за этим члены Королевского общества Роберт Гук (1635–1703), Эдмунд Галлей (1656–1742) и сэр Кристофер Рен (1632–1723), а также французский священник Исмаэль Буйо (1605–1694) предположили, что эта сила стремительно уменьшается по мере удаления объекта от центра Земли. Но именно Ньютон распознал действие общего закона и первым продемонстрировал, как он работает.

Ученый заключил, что тело на поверхности Земли удерживается силой примерно в триста пятьдесят раз большей, чем центробежная сила, отталкивающая его от Земли из-за ее вращения, – эту силу он назвал “гравитацией” (лат. gravitas – тяжесть). Вопрос был не в том, существует ли эта сила – Галилей показал, что существует, – а в том, простирается ли она столь далеко от Земли, чтобы оказаться силой, которая удерживает Луну на ее орбите. По расчетам Ньютона, если взаимное притяжение было пропорционально массам тел и уменьшалось пропорционально квадрату расстояния между ними, то оно объясняло не только орбитальное вращение Луны, но и формирование орбит всех прочих планет – отсюда и его термин “всемирное тяготение”. Этой же формулой он описал расположение планет и звезд, а также причину предварения равноденствий, объяснил отливы и приливы. Даже сегодня грандиозный масштаб этого рассуждения ставит его в первые ряды среди достижений человеческого разума; но, произведя все расчеты, Ньютон отложил их в сторону.

Много лет спустя он расскажет как минимум четырем разным людям, что его вдохновило яблоко в собственном саду. Что, если сила, заставляющая плод падать с дерева, не ограничивается каким-то расстоянием, а распространяется от Земли дальше и дальше? Ньютон никогда не писал о каких-то вспышках прозрения, только “я начал думать о тяготении, простирающемся до орбиты Луны” как о силе, действие которой всегда направлено от центра Земли.

Через неполных два года Кембридж вновь открылся, и Ньютон, вернувшись, сразу сделал несколько важных открытий о природе света. Платон думал о зрении как о результате действия частиц, вылетающих из глаз смотрящего; но где находилась суть света, внутри или снаружи наблюдателя? Аристотель понимал, что свет был необходимым условием существования цвета, а Птолемей экспериментировал с углами преломления – но откуда брался цвет, не был ли он даром Солнца?

На этот раз вдохновение приняло форму не яблока, а орнамента. В нескольких милях от города на берегу реки Кэм располагалась деревня Стербридж Коммон, где каждый год проводилась большая ярмарка. На ярмарке у местного шлифовальщика линз Ньютон приобрел призму, простой треугольный брусок стекла, по форме напоминающий нынешнюю шоколадку “Тоблерон”. Вернувшись домой, он установил призму – когда луч Солнца падал на нее, возникали разные цвета. Меняет ли стекло свет или же солнечный свет содержит разные цвета, которые призма лишь разделяет? Ньютон знал, что телескоп производит радужный эффект вокруг любого объекта наблюдения, потому что край линзы является призмой. Но ему казалось неубедительным объяснять это тем, что белый свет по мере прохождения через линзу темнел в тонких местах и становился красным и еще больше темнел в толстых местах, становясь синим. Ньютон поставил эксперимент, в котором тонкий солнечный луч падал на призму, что делало разделение света еще более четким. Ньютон писал: “Поначалу это было очень приятным развлечением – наблюдать производимые таким образом живые и интенсивные цвета; но немного спустя, занявшись более тщательным их рассмотрением, я с удивлением обнаружил у них продолговатую форму, каковая, согласно признанному закону рефракции, должна быть круговой. Я также заметил… что свет с одного края изображения подвергается воздействию рефракции сравнительно сильнее, чем свет с другого края”.

Разные цвета преломлялись разным образом и в порядке радуги – призма отклоняла их по разным направлениям, что значило, что солнечный луч может разлагаться на составляющие. Ньютон идентифицировал красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, голубой и фиолетовый цвета. Голубой не является отдельным цветом, как и оранжевый, но Ньютон пал жертвой нумерологии и руководствовался в своих наблюдениях магической цифрой семь.

Ньютон, использующий призму для разложения белого света в спектр, как его представил французский художник XIX века (Image Select / Art Resource, N. Y.)

На следующем этапе нужно было выделить из белого один сплошной цвет и пропустить его через вторую призму. Ньютон поставил одну призму за другой и вращал первую таким образом, чтобы направлять по очереди синий, красный и другие цвета на вторую призму. Он обнаружил, что вторая призма уже не создает новых цветов и вообще никак не изменяет входящий в нее луч. “Свет состоит из по-разному преломляемых лучей”, – отмечал он. Таким образом, цвет оказывался не модификацией света, а его основным свойством: белый свет, который считался лишенным окраски, в действительности содержал все доступные глазу цвета.

Декарт считал, что цвет “возникает” в результате вращения крошечных частиц, из которых состоят лучи света. Идея Ньютона была в том, что наблюдаемые нами цвета разделяются в процессе прохода сквозь объекты, а не создаются самими объектами. Он отвергал мысль Декарта, утверждая, что, например, нарциссы не являются по своей сути желтыми, а радуга есть лишь совокупность водяных капель, собирающихся в атмосфере во время дождя и выполняющих функции призмы. Цвета радуги (и вообще чего бы то ни было) являются функцией того, каким образом наши глаза обрабатывают отдельные длины световых волн.

С точки зрения культуры Ньютон по меньшей мере ступал на опасную дорогу. Радуги были природным образом тесно связаны с солнцем. Греки считали их тропинками, протоптанными посланцами между землей и небесами. Войска инков поднимали радужные полотнища, североамериканские индейцы считали, что мертвые живут в Стране радуг, мятежные немецкие крестьяне XVI века маршировали под радужным знаменем, эмблемой апокалиптической надежды. И вдруг величественная небесная арка превращается в какой-то побочный эффект дождевых капель!Спустя столетие представители романтизма были поражены этим снижением статуса, а в 1817 году Китс обвинил Ньютона в том, что он фактически уничтожил поэзию радуги, сведя ее к призме. Но, несмотря на это, великий поэт все равно пил за здоровье великого ученого.

Ньютон с головой ушел в исследования, у которых не было почти никаких ограничений. В одном опыте он столько, сколько позволяли глаза, смотрел на отражение солнца в зеркале, периодически отходя в темный угол комнаты, чтобы увидеть, какой именно формы и цвета пятна плавают перед глазами в темноте. Он многократно повторял этот опыт, пока, опасаясь нанести себе непоправимый вред, не заперся в затемненной комнате, чтобы восстановить зрение. На это ушло целых три дня. Во время другого опыта, направленного на доказательство того, что цветовое восприятие зависит от нажима на зрительный нерв, Ньютон просовывал штопальную иглу себе в глазницу, пока не касался задней стенки, бесстрастно отмечая “белые, темные и разноцветные круги”, возникающие в процессе тыканья иглой. Он никогда не ограничивался одним любопытством, одержимость была его второй натурой.

Поскольку световые лучи разных цветов различаются также своей преломляемостью, Ньютон сделал вывод, что нечеткость изображения, формирующегося линзой телескопа, происходит из-за того, что лучи разных цветов фокусируются в разных точках. Одна линза, вероятно, не может производить четкое изображение, поскольку телескоп-рефрактор, подобно призме, расщепляет белый свет на отдельные цвета, окружающие изображения звезд и планет фальшивыми оттенками. Так он изобрел первый работающий телескоп-рефлектор (известный сегодня как телескоп системы Ньютона). Самостоятельно отшлифовав зеркала (не самое благодарное дело: в 1677 году великий голландский философ Спиноза умер всего в сорок четыре года – его легкие были испорчены вдыханием годами стеклянной пыли от шлифования линз), Ньютон собрал превосходный инструмент с увеличенным зеркалом, правда, шириной всего лишь в дюйм. Потом он отлил двухдюймовое зеркало и поместил его в сферическое закругление в конце трубы, где под углом в 45° оно ловило отраженные лучи и передавало изображение на выпуклую линзу окуляра, через который наблюдатель смотрел на звезды. В 1671 году Ньютон отправил этот небольшой, всего 6 дюймов в длину, инструмент в Королевское общество, где тот произвел настоящий фурор среди двух с небольшим сотен членов общества. Этот результат сподвиг ученого на публикацию труда “О цвете”, который позднее расширился и превратился в “Оптику” (1704). В этом сочинении Ньютон развернуто излагал свои теории и заканчивал ставшим знаменитым набором риторических “вопросов”, разъясняющим его размышления о природе физического мира. Согласно предсказанию Ньютона, ответы на эти вопросы появятся только у грядущих поколений.

Нарциссизм: оно думает, что весь мир вращается вокруг него

Впрочем, несмотря на знаменитую эпиграмму Александра Поупа: “Был этот мир глубокой тьмой окутан. / Да будет свет! И вот явился Ньютон”, – некоторые представители академического мира были не в таком восторге от его достижений. Многие коллеги Ньютона по прочтении трактата “О цвете” отнеслись крайне скептически к той идее, что свет состоит из крошечных частиц, возбуждающих движение в эфире. Глубоко оскорбленный этим приемом (как и многими другими случаями) Ньютон вступил в ожесточенный спор, беспрестанно требуя удовлетворения за реальные или воображаемые проявления неуважения, все более свирепо отвечая на любую критику, зачастую нанося личные оскорбления и отказываясь снисходить к тем, кого он считал “трещотками от математики” (и кем они в сравнении с ним, безусловно, являлись).

Самым стойким из его врагов был Роберт Гук, главный помощник Кристофера Рена при восстановлении Лондона после пожара 1666 года, куратор экспериментов при Королевском обществе. Начало их соперничества относится к 1672 году, когда Гук впервые раскритиковал Ньютоновы теории света, утверждая, что они не подкреплены достаточными доказательствами. Гук занимал важные посты и был уважаем за свои работы и изобретения – в числе прочего он усовершенствовал барометр и разнообразные термометры, создал анемометр (измеряющий скорость ветра), исследовал ультрафиолет и природу эластичности, продемонстрировал жизненную необходимость воздуха для людей и животных. Он много писал о природе света в Micrographia (1665) – большом труде, подробно повествующем о другом его изобретении, составном микроскопе.

Разъяренный Ньютон объявил Гука неспособным понять его суждения. Их обмен язвительными нападками не ослабевал с годами, не помогло и предположение голландского математика Христиана Гюйгенса (1629–1695), тоже явившееся вызовом для теории Ньютона. Гюйгенс предположил, что свет состоит из волн, а не из частиц. В действительности свет проявляет свойства и волны, и частицы, но это открытие будет сделано только через несколько столетий. Тем времен ожесточенный диспут продолжался, подогреваемый тем, что каждая сторона могла показать неполную правоту оппонента, но не могла окончательно подтвердить собственную версию.

Переместимся теперь в кофейню на лондонском Стренде, где в январе 1684-го Гук, Галлей и Рен затеяли спор о притяжении между Солнцем и планетами. После продолжительных дебатов Рен предложил щедрый приз, книгу стоимостью до 40 шиллингов (месячный доход рабочей семьи) на выбор, тому из них, кто сможет в течение двух месяцев показать, какую форму должна иметь планетная орбита, если тяготение Солнца подчиняется закону об обратном квадрате. Время прошло, ответа ни у кого не нашлось, и тогда Галлей отправился в Кембридж, чтобы поставить вопрос перед Ньютоном. Как позднее рассказывал Галлей, великий ученый немедленно ответил, что у орбиты будет форма эллипса, добавив, что проблема тяготения решена им уже давно, просто он никому об этом не сообщал, но сейчас примется за подготовку работы к публикации. Получив это известие, Гук заявил, что у него эта идея возникла еще лет пятнадцать назад и он писал Ньютону в 1679 году, обсуждая как раз подобный закон. Гук мог интуитивно дойти до природы тяготения, но у него не было математической базы для доказательства, и хотя он, вероятно, чувствовал себя обманутым, история пестрит подобными недооткрытиями.

Ньютон в ответном насмешливо-скромном письме Гуку был краток: “Если я видел дальше других, то потому, что стоял на плечах гигантов”. Их вздорные уколы закончились только со смертью Гука в 1703 году, после которой в результате изрядных политических махинаций его великий соперник был избран преемником на должность председателя Королевского общества. Но успех не мог изменить природы этого человека. Несмотря на всеобщее одобрение, встретившее Principia (откуда он удалил благодарность Гуку), он скрывал львиную долю своих исследований, запираясь в своей комнате в Тринити-колледже, не обращая внимания на пищу, трудясь при свете свечи, полностью уходя в себя. Он всегда был в разладе с собственным миром.

Несмотря на то что Ньютон делал упор на концепции универсальности фундаментальных законов природы, сам он стремился не к предсказуемой, механической вселенной, а к той, где нашлось бы место для духовного, то есть алхимии, на заре своих дней в основном занимавшейся трансмутацией “низких” веществ, особенно металлов, в “высшие” посредством “правильной медицины”. К XII веку эта тайная деятельность глубоко проникла в европейскую культуру благодаря арабам. Сперва между алхимией и химией почти не делали различий, обе дисциплины были связаны с различиями материальных веществ. Но алхимия также включала в себя исследование природы в форме порождения, ферментации, трансмутации и трансфигурации.

Алхимики различали семь основных металлов, каждый соответствовал одной из планет, в то время как Солнце идентифицировалось не только с золотом как с веществом, но и с “философским золотом”, со скрытой в нем мистической силой. Все это представляло огромный интерес для Ньютона. “Ни один жар не радует так сильно, как жар Солнца”, – писал он. Чашей Грааля каждого алхимика был так называемый философский камень, идеальный баланс стихий и сил, который, считалось, способен трансмутировать любой металл в золото и сообщить земному человеку способность к всеведению. Когда Сатана у Мильтона опускается на ослепительно сияющее Солнце, поэт затрудняется дать описание светила, но сообщает, что его можно уподобить философскому камню: “Тот камень, что существовал в мечтах, / Верней, чем наяву; искали зря / Философы столетьями его”. Этот талисман фигурировал под разными именами, включая “солнце”, и, как считалось, принимал две основные формы: белого камня, который мог превращать основные металлы в серебро, и красного камня в солярной фазе, который мог превращать их в золото.

В садовой пристройке, примыкающей к стене университетской церкви и оборудованной специальным дымоходом для отвода дыма, Ньютон соорудил лабораторию, где огонь полыхал днем и ночью. При выплавке темно-красного сплава (сульфида красной ртути, известного художникам как вермильон или киноварь) он выделил жидкий металл, известный как ртуть, называвшийся в алхмии Mercurius, первоматериал, из которого состоит все прочее. Ньютон проникся такой страстью к этому металлу, что наполнил свою комнату в его честь темно-красной мебелью, шторами, подушками, даже кровать была обита красным. В конце концов постоянное обращение Ньютона с ртутью привело к скоплению металла в теле, вызывая тремор, бессонницу и, как некоторые считают, параноидальные иллюзии (согласно недавней теории, Ньютон страдал от синдрома Аспергера, одной из форм аутизма). Но Ньютон был прав, считая алхимию возможной, – она просто не могла быть обеспечена химией того времени.

Эпоху открытий от Коперника до Ньютона обычно называют научной революцией.

Известный популяризатор науки Джеймс Глик отмечал, что “в XVII веке наука была младшим партнером культуры, а к XIX уже стала частью культуры, причем большей”. Светские дамы заказывали портреты с секстантами и телескопами у своих ног. Ньютон отбрасывет такую большую тень, что его последователей можно легко недооценить (Айзек Азимов однажды заметил, что, когда ученые спорят между собой, кто же величайший ученый в истории, на самом деле они обсуждают, кто занимает второе место). Хотя столетие после смерти Ньютона дало гораздо меньше открытий, связанных с Солнцем, важные открытия делались и тогда. Так, были произведены первые измерения скорости света, появились идеи о планетах в других звездных системах, были сделаны первые сообщения о темных линиях в солнечном спектре, делались первые работы о связи облаков с Солнцем.

“Алхмик в своей мастерской”, изображение XIX века. В алхимии было много чепухи, но благодаря ей химия смогла развиться как наука (Courtesy of the Chemical Heritage Foundation Collections. An Alchemist in His Workshop, a nineteenth-century representation)

Один вопрос в особенности гипнотизировал как ученых, так и общественность: каково реальное расстояние от Земли до Солнца? Ни один из имевшихся расчетов не был убедителен. Ключевую роль сыграло прохождение Венеры между Землей и Солнцем – быстрое движение еле заметной точки по бурлящему солнечному диску. Знаменитый третий закон Кеплера гласит, что куб расстояния планеты от Солнца пропорционален квадрату времени, за которое планета совершает полный оборот, и, соответственно, дает нам относительное расстояние каждой планеты от Солнца, но не дает никаких абсолютных цифр.

Хотя Венера проделывала данный путь в течение миллионов лет, впервые это заметил молодой ланкаширский викарий Джереми Хоррокс 24 нояб ря 1639 года (спеша домой из церкви, где ему пришлось прочитать целых две проповеди). Викарий тут же понял, что, если наблюдать прохождение из двух достаточно отдаленных точек, полученных результатов будет достаточно для вычисления расстояния до Венеры, расстояния от Земли до Солнца и, наконец, размеров всей Солнечной системы. Послав приятеля наблюдать за этим явлением в Манчестер, Хоррокс произвел собственные наблюдения и удовлетворенно записал: “Объект моих самых трепетных надежд… только что полностью перекрылся с солнечным диском”. Однако его амбициям не суждено было реализоваться, поскольку наблюдательный пункт друга викария оказался расположен слишком близко и потому был бесполезен. Миновало еще два прохождения, когда подобное наблюдение наконец завершилось успешно.

Усилия первопроходца были со стороны Хоррокса героической попыткой новичка. В 1716 году Галлей напечатал A New Method of Determining the Parallax of the Sun, or His Distance from the Earth (“Новый метод определения параллакса Солнца, или его расстояния до Земли”), но в этом памфлете он защищал гораздо более сложный подход – задействовать как можно больше наблюдателей по всему миру. В 1761 году научное сообщество было подготовлено к следующему прохождению. Парижанин Жозеф Николя де Лиль, построивший обсерваторию и школу астрономии в Санкт-Петербурге, послал астрономов в Индию, на остров Св. Елены и в другие места, чтобы обеспечить наблюдение прохождения 6 июня, в шестидесяти пунктах были размещены как минимум сто двадцать наблюдателей. Но само событие случилось в разгар Семилетней войны, и двое ученых, астроном Чарльз Мейсон и землемер Джереми Диксон (Диксон должен был провести демаркационную линию Мейсона – Диксона), оказались на борту корабля, атакованного французским фрегатом на пути к Суматре, одиннадцать членов экипажа погибли. Наблюдениям Мейсона и Диксона помешала война, а облака помешали остальным.

Астрономы не пали духом и приготовились к следующему прохождению, по расчетам, ожидавшемуся 3 июня 1769 года. На этот раз по всему земному шару было организовано семьдесят шесть наблюдательных пунктов. Королевское общество послало наблюдателей в северную Норвегию и Гудзонов залив, а также заплатило Джеймсу Куку (1728–1779), тридцатидевятилетнему морскому лейтенанту, за наблюдение из Таити.

Двадцать шестого августа 1768 года Кук отплыл из Англии на борту девяностовосьмифутового судна Endeavour – “помеси голландского сабо и гроба”, как его описал один историк, – взяв с собой профессионального астронома Чарльза Грина, ящики с телескопами, часами и метеорологическим оборудованием, а также семнадцать овец, несколько десятков кур и уток и молочную козу, уже бывавшую в кругосветном путешествии. Французское Морское министерство приказало всем своим командирам воздержаться от столкновений с Куком и немедленно отпустить его, если он все же попадет в плен, по той причине, что тот “занят важным для человечества делом”. Кук благополучно добрался до Таити без помех со стороны Франции.

Поскольку до прохождения оставалось еще шесть недель, Куку пришлось отдать строгие приказания, запрещающие торговлю металлическими предметами с аборигенками, которые украшали бедра замысловатыми татуировками из стрел и звезд и с готовностью отдали бы свою благосклонность в обмен на гвоздь или два (сначала курс был “один корабельный гвоздь за простое совокупление”, но потом быстро наступила гиперинфляция). Энтузиазм команды предыдущего корабля, “Дельфина”, был таков, что из судна выдернули почти все гвозди, что привело его в непригодное состояние. Несмотря на старания Кука, металлические предметы – столовые приборы, скобы, кухонная утварь – продолжали исчезать.

Endeavour вернулся в Англию 17 июля 1771 года. Тридцать шесть членов экипажа (первоначально состоявшего из девятисот сорока одного человека) – многие были подростками – умерли в дороге; средний уровень потерь по тем временам. Наблюдения Кука, как и все остальные, были отправлены в Париж, где их должен был суммировать и исследовать ведущий французский астроном того времени Жозеф Лаланд. По мере анализа результатов стало ясно, что множество наблюдателей не смогли обеспечить точность фиксации момента, когда край планеты и звезды соприкоснулись. Когда черная точка прикоснулась к краю диска, она будто поглотилась Солнцем (чья грань была громко прозвана терминатором), и это явление внесло смятение в ряды наблюдателей, которые разошлись в точной оценке момента на несколько секунд. Несмотря на эти вариации (а также еще несколько проблем, вызванных разницей в часовых поясах), Лаланд смог вычислить расстояние – 95 млн миль, всего на 2 млн больше сегодняшней оценки. В 1894 году американский астроном Уильям Харкнесс предъявил цифру в 92 797 000 миль, которая уже почти не отличается от современного значения, колеблющегося между 92 955 887,6 и 92 750 600,02.

Последнее прохождение случилось 8 июня 2004 года. Я наблюдал это явление в последние часы, находясь на крыше высотного дома в Манхэттене. К тому моменту, как выразился один из наблюдателей, “мушка на лице Солнца переместилась на другую щеку”. Край Венеры казался изменчивым в волнах жара, поднимавшихся от города в атмосферу. Я помню ощущение незначительности планеты, которая казалась полностью поглощенной гигантской звездой, муравьем, ползущим по светящемуся апельсину. Когда Венера достигла точки терминатора, возникло ощущение, что в нижнем правом углу Солнца просверлили дырку, чтобы маленький гость мог сбежать. Сегодня ученые могут измерить расстояние до планет с помощью радаров, а зонды, висящие в глубоком космосе, сделали масштабные кампании по наблюдению прохождения достоянием истории. Многие ли вспомнили драматическую историю этих наблюдений во время последнего прохождения, 6 июня 2012 года?

Венера еще могла занимать умы астрономов или правительств, но интерес общества уже переместился на другие вещи. Всевозможные виды игры со светом стали предметом повального увлечения со времен Сэмюеля Пипса – камера обскура, камера люцида и прочие световые фокусы, но даже здесь телескопы занимали особое, почетное место. С появлением все более мощных моделей небо становилось доступной картой. Американский поэт Тед Кузер облек в стихи это новое чувство первооткрывательства:

Прибор Галилея использовался как для земных, так и для небесных целей, обычная модель была 5–6 футов в длину. Увеличение достигалось простым раздвиганием тубуса, к 1670 годам это расстояние достигало 140 дюймов. Телескопы соревновались друг с другом за степень увеличения, но этот метод имел свои пределы, и вплоть до 1730-х дальнейшего роста не происходило. Затем Джеймс Хедли и другие разрешили некоторые практические сложности, с самого начала сопровождавшие ньютоновские прототипы, и вскоре появились телескопы-рефлекторы с основным зеркалом до 6 дюймов в диаметре. Исследователи неба получили целый арсенал инструментов: ахроматические линзы (чтобы устранять дефекты рассеянного света), оптическое стекло, микрометр (способный измерять малые углы) и крест нитей (для точного нацеливания).

К 1780 году рефлекторный телескоп с параболическими отражателями в руках Уильяма Гершеля позволил солнечной астрономии стать отдельной областью исследований. Постройка мощнейших телескопов своего времени была только одним из достижений Гершеля. Третий ребенок гобоиста ганноверского военного оркестра, он тоже играл в этом оркестре с четырнадцати до девятнадцати лет, пока его батальон не задействовали во время Семилетней войны. По совету отца он бежал в Англию (“Никто не обратил внимания”, – заметил Гершель, хотя курфюрст Ганновера находился в британском подчинении) и зарабатывал на жизнь как переписчик нот, дирижер, композитор, учитель музыки, скрипач и органист на светском курорте в Бате. Вскоре он занялся, по его словам, “сооружением небес”, изготавливая из древесины “элегантные, как виолончели” тубусы телескопов и окуляры из эбонита, использующегося для гобоев, – все для увеличения того, что он называл “пронизывающей пространство силой”.

В 1781 году Гершель стал первооткрывателем планеты, когда идентифицировал Уран, лежащий дальше, чем ожидалось: в один момент это открытие удвоило радиус известной солнечной системы и более чем удвоило финансы Гершеля, позволив ему полностью посвятить себя астрономии. Приглашенный на аудиенцию королем Георгом III, он писал своей сестре Каролине: “Я построю такие телескопы и увижу такие вещи… то есть я буду к этому стремиться”. К 1783 году этот “немецкий музыкант средних лет, проживающий в английском курортном местечке”, проводил ночи на своем наблюдательном посту, натирая руки и лицо сырой луковицей от холода, и установил общее направление и скорость движения Солнца в пространстве, а также проанализировал движение семи ярких звезд, чтобы доказать их зависимость от притяжения Солнца.

Два года спустя с помощью своей терпеливой сестры он использовал подсчеты звезд для картографирования Млечного Пути, и это подкрепило предположение Томаса Райта о том, что галактика – гигантский вращающийся диск, внутри которого располагается и наше Солнце. Древним астрономам слабая светящаяся полоска, видимая поперек неба в ясную ночь, напоминала струйку молока от какой-то небесной коровы. Греки называли ее Молочным Кругом, знаменитые своими дорогами римляне – Via Lactea. Демокрит оказался отчасти прав, предположив, что Млечный Путь состоит из звездных скоплений, но Гершель показал, что в действительности это колоссальный конгломерат звезд, туманностей, газа и пыли. “Он открыл полторы тысячи вселенных! – восклицала романистка Фанни Берни, посетив Гершелеву обсерваторию в Виндзоре в 1786 году. – И сколько еще он откроет!”

К началу XIX века Гершель нанес на карту и классифицировал около 2,5 тыс. рассеянных, облакоподобных структур, которые он назвал nebulae (“облака” на латыни, в русском языке закрепилось слово “туманность”). Туманность Ориона, клубок смерзшегося газа на расстоянии 1600 световых летот Земли, астроном назвал “хаотической материей для грядущих сыновей”, что оказалось совершенно точным названием. Солнечное ядро Гершель описывал как “прочный шар незажженного вещества”.

В тот же год, год Первой симфонии Бетховена и лирических баллад Вордсворта и Кольриджа, Гершель расширил ньютоновы опыты над светом, показав, что за пределами красного конца солнечного спектра обнаруживаются невидимые лучи. В один прекрасный день он записывал результаты своих опытов по регистрации нагревательной силы разных цветов, когда световой спектр ложился на специальный набор термометров. Удивленный ученый обнаружил, что больше всего нагревается термометр, расположенный за пределами красного конца спектра, где цвета заканчивались: “Горячее излучение, по крайней мере частично, состоит, если позволите мне такое выражение, из невидимого света”. Опираясь на исследования Гука столетней давности, Гершель открыл инфракрасное излучение – передачу тепла, что показало, как солнечное тепло почти полностью передается невидимыми лучами, которые ведут себя как свет, но неразличимы для глаза. Открытие Гершеля позволит ученым оценивать по звездному свету, как далеко звезда находится и какого она размера.

Гершеля продолжало интересовать и научное оборудование. Астрономы уже имели вполне адекватные инструменты для наблюдения за движением Солнца, его расстоянием от Земли и других планет, колебаниями земной оси, но необходимых средств для тщательных исследований им не хватало. Уильям вместе с сыном Джоном (1792–1871), тоже астрономом, взялся за постройку телескопа с фокусным расстоянием в 20 футов и 18,25-дюймовым объективом – первым в ряду инструментов, в буквальном смысле изменивших мир. Один из биографов Гершеля охарактеризовал его достижение как превращение “звездного неба из статичной декорации, относительно которой можно было отмечать положение планет, в бескрайнюю динамичную сферу, где звезды зарождаются из облаков туманной материи”. В этом Гершель опирался на размышления Иммануила Канта (1724–1804), который во “Всеобщей естественной истории и теории неба” (1755) предположил, что Солнце и планеты сформировались путем конденсации вращающегося диска межзвездной материи. Кант (сам бывший умелым шлифовальщиком линз) предложил “гипотезу туманностей” в качестве объяснения образования планет, рассудив, что неплотные туманности – непрозрачные облака пыли и газа, которые впервые попали в область наблюдения при его жизни, – долж ны схлопываться под влиянием силы тяготения. После этого они должны растянуться в подобие диска, из которого уже со временем формируются звезды и планеты. Кант, впрочем, не был математиком, и его идеи не имели убедительной научной базы, пока великий Пьер-Симон Лаплас (1749–1827) не заявил, что Солнце и солнечная система были образованы в результате гравитационного коллапса вращающегося газового облака. Весь XIX век считалось, что Лаплас обеспечил математическое доказательство (которого не было у Ньютона) тому, что солнечная система функционировала подобно часам. В такой вселенной не было места для Бога. “Гражданин первый консул, в этой гипотезе я не нуждался”, – высокомерно ответил Лаплас Наполеону на вопрос о том, как Создатель вписывается в его конструкцию. Ко времени смерти Лапласа в 1827 году все основные фронтовые линии в научных спорах уже были проложены достаточно четко. Астрономы потеряли былое восхищение перед Солнцем, их уже не очень волновало его место в божественной схеме. Они начали рассматривать его как звезду, их интересовало, из чего оно состоит, как воздействует на Землю, что может сказать об остальной вселенной. До Ньютона Солнце было великим объектом, оказывающим давление, обусловливающим собой, своим жаром и слепящим светом существование человечества. Ньютон же показал, что Солнце, по сути, больше притягивает и имеет неосязаемую и неограниченную власть, организующую все вокруг него.

 

Глава 11

Затмения и просвещение

Когда я был школьником десяти-одиннадцати лет, один из моих учителей всегда заканчивал урок минутой тишины. Он показывал нам таким образом, каким долгим может ощущаться время. Так оно и ощущалось: эти шестьдесят секунд, казалось, длятся вечно в ожидании звонка, после которого мы выскакивали из класса, как пловцы, выныривающие на поверхность.

Лет сорок спустя, 23 ноября 2003 года, я ждал, пока Луна высоко в небе не закроет Солнце. Я стоял посреди шестидесяти таких же наблюдающих за затмением на антарктическом льду толщиной в 3,5 мили, неподалеку от русской базы “Новолазаревская” – на Земле королевы Мод, координаты 70°28’ W and 11°30’ E. Нас окружал лед, сверкающий флюоресцентным синим цветом. Солнце скрывалось на одну минуту и сорок восемь секунд – очень короткий период, но и он казался целой вечностью. Но в этот раз мне не хотелось, чтобы он заканчивался.

Мое путешествие началось с рейса Нью-Йорк – Кейптаун (ЮАР), где списанный военный грузовой “Ил-76” ждал нас, чтобы за шесть с половиной часов доставить на ледяную посадочную полосу рядом с “Новолазаревской”. Ночью перед полетом вся наша группа, от аризонского профессора астрономии до стрип-танцовщицы из Чикаго, летящей навстречу мечте всей своей жизни, собралась на инструктаж на базе. Нам рассказали о разных “опасностях”: фальшивых солнцах, пасолнцах, – это миражи, образуемые светом, проходящим через ледяные кристаллы; “белой мгле”, когда белый свет окутывает со всех сторон, и ты оказываешься будто внутри шарика для пинг-понга; безумных порывах антарктических штормов, компактных сильнейших шквалов, срывающих и расшвыривающих все, что попадается им на пути. Все это, впрочем, бледнело в сравнении с текущими погодными условиями. Ветер, ревущий на скорости 75 миль в час, и температура –28 °C делали путешествие слишком опасным. Беспрерывные штормы за последние двенадцать дней разломали или унесли почти все, что было подготовлено к нашему приезду, – все оставленное предыдущей группой оборудование было полностью занесено снегом. Даже два небольших транспортных самолета были завалены снегом до самых крыльев. Команда в месте прибытия не могла покинуть свои палатки в последние сутки, а прогнозы предсказывали второй фронт, еще более свирепый, через два дня. Перерыв в непогоде на 18–30 ч дал бы нам достаточное окно, чтобы слетать, увидеть затмение и вернуться как раз перед вторым штормом, но официальная рекомендация была недвусмысленна: следует отступить. Наш беспрерывно курящий русский пилот сказал, что можно попытаться. Кто-то рядом со мной прошептал, что ни один гражданский самолет не выдержит такой попытки. Пилот затушил еще один бычок: “Ну, я готов, жду вас”. И мы полетели.

Приземлились мы в ясном свете солнечного дня, у нас в запасе было несколько часов. Еще в Кейптауне я спросил у попутчицы Кэрол, скрипачки Шотландского симфонического оркестра, сыграет ли она, если мы протащим инструмент. Та не поверила, но согласилась. Так и случилось, и уже через час после посадки снежные поля огласились Концертом соль-мажор Моцарта, вальсом “Голубой Дунай”, Something About the Way You Look Tonight Элтона Джона и “Медитацией” Массне из “Таис”. Двое, которых я окрестил “любовниками”, – британский бизнесмен из Нью-Йорка и стройная брюнетка-юрист из Парижа – внезапно вылезли из палатки, она в одной красной комбинации и лыжных ботинках, и протанцевали танго, удивительно страстно для такого холода. За ними, печально нахохлившись, стоял наш “Ил-76”, а дальше не было ничего, кроме бескрайней равнины замерзшего континента.

Солнечное затмение, ноябрь 2003, Антарктика. Аккомпанементом служила песня Something About the Way You Look Tonight, подходящий выбор (Photo by Woody Campbell)

Ветер почти стих, но от мороза все немело: –22 °C. Мы собрались около 22:15 и, плотно закутавшись, стояли на месте до 23:10. Через солнцезащитные очки я наблюдал, как Луна пожирает Солнце: этот процесс занял около сорока пяти минут. Примерно за десять минут перед полным затмением неровно чередующиеся полосы тени и яркого белого света начали пульсировать на северо-западе Солнца подобно дыму, поднимающемуся от снега: последние лучи солнечного полумесяца взаимодействовали с верхними слоями земной атмосферы.

Непосредственно перед полным затмением мы увидели гигантские красные языки пламени, вырывающиеся с солнечной поверхности. Наши тени становились все темнее, пока наконец лунный диск полностью не закрыл Солнце: все, что оставалось, – черный круг, висящий в небе, окруженный светящимся гало, подобно гигантскому подсолнуху. Горизонт приобрел насыщенно-красный оттенок, контрастирующий с блистательно-зеленым ледяным гребнем. Я снял защитные очки – Солнце было уже почти за горизонтом, мы наблюдали его эффектный танец с Луной и краем Земли. Постепенно наш спутник покидал Солнце, вот вновь возник полумесяц, корона и прекрасное алмазное кольцо. Мы стали первыми людьми в истории, которые наблюдали полное солнечное затмение в Антарктиде.

Мы, конечно, были не последними свидетелями этого чуда природы. Но, пока мы смотрели в восхищении, мы уже не были во власти суеверия и страха. Наука просветила не только нас, она научилась использовать затмения для собственного прогресса – настоящая революция.

Традиция наблюдать затмения в отдаленной местности – часть этой революции, начавшаяся в XVIII веке. Первопроходцем здесь стал капитан Кук со своим судном Endeavour. “Спокойный, целеустремленный человек”, как охарактеризовал его Босуэлл, Кук заинтересовался затмениями, прочтя “Полную систему астрономии” Чарльза Лидбиттера, где объявлялось:

…умелый в астрономии человек может, обладая знанием о затмениях, определить действительную разницу в меридианах между Лондоном и местонахождением корабля, которая, приведенная к градусам и минутам экватора, составит настоящую морскую долготу [298] .

В августе 1766-го Кук наблюдал свое первое солнечное затмение – в окрестностях островов Бургео, у берегов острова Ньюфаундленд. Ему повезло застать затмение целиком, туман поднялся только в последний момент, но Кук успел воспользоваться этим для вычисления долготы Ньюфаундленда. Его вычисления оказались достаточно точными, а отчет, отправленный в Королевское общество в апреле 1767 года, был принят восторженно и обеспечил Куку официальную поддержку, необходимую для его исследовательских путешествий.

За последующие одинадцать лет Кук видел еще четыре затмения, и каждое было полным: 10 мая 1771 года у острова Вознесения в Южной Атлантике; 6 сентября 1774-го – у берегов Новой Каледонии; 5 июля 1776-го – на островах Тонга (с учетом часовой разницы в 12 ч затмение совпало с закатом власти британской короны в Северной Америке; Солнце, вероятно, окончательно скрылось в момент подписания Декларации независимости); 30 декаб ря 1777-го в месте, которое сам Кук окрестил островом Затмения, недалеко от острова Рождества (в Тихом океане, около 4 тыс. миль на северо-восток от Австралии). Из “Мореходного календаря” Тобиаса Майера, опубликованного в 1767 году, Кук знал, что затмение будет там, где координаты Солнца и Луны совпадают. К моменту смерти на Гавайях в феврале 1779 года он успел увидеть больше солнечных затмений, чем кто-либо за всю историю человечества.

Среднее затмение длится чуть менее трех минут. Самое долгое было зарегистрировано над Индийским океаном в 1955 году, оно продлилось 7,08 мин. Само по себе это явление достаточно редкое, для полного затмения в той или иной точке Земля и Луна должны быть очень точно выровнены. Максимум возможного – семь затмений в год (пять солнечных и два лунных или четыре солнечных и три лунных), минимум – два солнечных. Среди планет солнечной системы одна только Земля испытывает столь очевидные затемнения. Вероятность наблюдения полного затмения из произвольно выбранной точки – один раз в триста семьдесят пять лет. Чтобы вообще увидеть затмение, надо находиться в узкой полосе, прочерчиваемой тенью Луны, самая широкая ее часть не превышает 110 миль. Тень движется со скростью от 1060 до 2100 миль в час и заканчивает свой пробег за 3–4 ч.

По мере углубления научного взгляда на вселенную и роста его авторитетности наблюдатели затмений начинали размышлять и о многих связанных с ними явлениях. 15 мая 1836 года кольцевое затмение прошло над северной Британией. Биржевой брокер на пенсии, один из основателей Королевского астрономического общества, некий Фрэнсис Бейли из окрестностей Джедбурга, описал явление, позже названное “четками Бейли”. Непосредственно перед началом надвигания лунного диска на Солнце, как отметил Бейли, ряд ярких пятен, напоминающих ожерелье, разного размера и расположения образуются вокруг той части диска, которая прикасается к солнечному. То, что наблюдал Бейли, было на самом деле последними лучами солнечного света, проглядывающими сквозь лунные горы или долины, оказывающиеся на тот момент на краю лунного диска, но впечатляла более всего внезапность:

В самом деле, это явление возникало так быстро, словно было вызвано возгоранием дорожки сухого пороха. В конце концов по мере продвижения Луны темные области… вытягивались в длинные черные плотные параллельные линии, соединяющие диски Солнца и Луны, а затем они внезапно расступались и оставляли зазор между Солнцем и Луной в этих точках… сравнительно гладким и округлым, а Луна при этом ощутимо выдавалась на фоне Солнца [300] .

Это же явление описывалось за пятьдесят шесть лет до того, во время полного затмения в Пенобскоте, штат Мэн, 27 октября 1780 года. Но именно живое описание Бейли обеспечило место этому феномену в астрономии.

Следующими под рассмотрение попадают два события, которые мы наблюдали в Антарктике: похожие на красноватые нити или пузыри солнечные протуберанцы в нижней части короны, которые в действительности являются огромными концентрациями относительного холодного газа, удерживающимися в солнечной атмосфере магнитным полем, и собственно корона – нимб белого света, вспыхивающий вокруг Луны в момент полного затмения: “дивились радуге на небесах”, как писал Китс. Короны описывались еще в 96 году до н. э., хотя сам термин впервые был употреблен в 1563 году. Во время затмения 9 апреля 1567 года великий астроном-иезуит Христофор Клавий счел это солнечным краем. Кеплер опровергал его, но взамен выдвигал еще менее подходящее объяснение, предполагая, что эффект гало происходит от самой Луны. Понадобилось еще три столетия, чтобы обнаружить, что свет происходит от ионизированного газа, образующего турбулентную внешнюю атмосферу Солнца. Корона состоит из трех частей: полярных лучей, которые достигают длины нескольких солнечных диаметров, и внутренней и внешней экваториальных корон – длинных эллиптических лент, которые, “утонченно извиваясь и переплетаясь, могут рассказать всю историю солнечной энергии излучения”, как заключила миссис М. Л. Тодд, главный астроном-любитель своего времени. Если бы только она знала, как прозорлив окажется ее расчет! Жемчужный свет короны в миллионы раз менее интенсивен, чем свет центрального Солнца, и потому поддается наблюдению только во время полного затмения, но эти исследования позволяют нам понять многое об устройстве звезд, как бы далеко они ни находились от Земли.

В последние пять столетий для научно подготовленного человека затмения всегда были моментом его превосходства над суевериями и страхами менее информированных людей. Примеры встречаются как в настоящей жизни, так и в фантазиях. Во время путешествия в 1504 году Христофор Колумб оказался в затруднительном положении во время пополнения провизии на Ямайке. Несколько офицеров его команды взбунтовались, а судьба Колумба и верных ему людей оказалась в руках обитателей острова, араваков, которые отказывались доставлять провиант. Зная из своих карт, что вскоре наступит лунное затмение, Колумб дождался заветного дня и послал сообщение туземцам, что он разгневан и заставит саму Луну “сгореть от гнева”. По его сигналу она действительно начала исчезать. Пораженные островитяне взывали о милости, тогда Колумб удалился в свою каюту, отмерил нужное время получасовыми песочными часами и вышел с сообщением, что Бог удовлетворил его молитву. Луна вернулась на небо, а запасы провианта были пополнены.

Генри Райдер Хаггард (1856–1925) заложил ту же идею в классическом романе “Копи царя Соломона” (1885). Первый популярный английский роман, действие которого разворачивается в Африке, повествует о приключениях трех британцев – охотника Аллана Квотермейна и его спутников сэра Генри Куртиса и капитана Британского королевского флота Джона Гуда с их прекрасным слугой по имени Амбопа. Эти люди отправляются на поиски сказочных копей в воображаемой стране кукуанов, где вскоре оказываются в руках великого короля Твалы. Побеседовав с соратниками, простоватый капитан Гуд вытаскивает календарь: “Послушайте, друзья, ведь завтра четвертое июня?” Разумеется, тут же оказалось, что полное солнечное затмение начнется в 11:15 по Гринвичу, “его можно будет наблюдать на Тенерифе, в Южной Африке, ну и прочих местах… Вот вам и чудо! Скажите вождям, что завтра вечером мы потушим Луну”.

В 1949 году Эрже выпустил “Пленников солнца”, где Тантан, капитан Хэддок и профессор Турнесоль попали в плен к представителям царства инков, выжившего и дожившего до нашего времени. Вождь племени отдает приказ сжечь пленников заживо на костре, которое разожжет солнце, но Тантан понимает, что скоро будет затмение, и в нужный момент кричит: “О Бог Солнца, великий Пачакамак, яви свою силу, я заклинаю тебя! Если не угодна тебе эта жертва, спрячь от нас свое светящееся лицо!” Солнце прячется, и индейцы разбегаются в ужасе (Hergé/Moulinsart 2009)

Бесстрашная четверка пытается обманом проложить себе дорогу, но, когда Квотермейн риторически вопрошает у короля Твалы, может ли человек потушить Луну, великий вождь в ответ громко смеется: “Ни один человек не может этого сделать. Луна сильнее человека”. Квотермейн объявляет, что его отряд именно это и намеревается сделать, и на следующий день в назначенное время Луна начинает исчезать. Хаггард относился к африканской культуре значительно более сочувственно, чем большинство его современников, и заставил древнюю злобную колдунью Гагулу кричать дрожащим соплеменникам: “Тень пройдет! Не боитесь, в своей жизни я видела это не раз! Ни один человек не может погасить Луну. Не падайте духом! Все равно это пройдет!” Но неотвратимо гаснущая Луна выбивала почву из-под ног у колдуньи. “Кольцо тени все больше и больше закрывало луну – оно теперь уже заволокло более половины ее кроваво-красного диска. Стало душно. А тень наползала все дальше и дальше, багровая мгла сгущалась все больше и больше”. В наступившей тишине раздался крик: “Луна умирает – белые волшебники убили Луну! Мы все теперь погибнем во мраке!” Власть англичан казалась абсолютной, униженный король уступил их требованиям. В сюжете Хаггарда вполне мог черпать вдохновение Марк Твен, когда писал “Янки при дворе короля Артура”: у него современник Хэнк Морган, получив удар по голове, оказывается в Англии времен короля Артура. На двор 19 июня 528 года, местные настроены агрессивно и угрожают злосчастному Моргану сожжением на костре, пока он не соображает, что сейчас произойдет солнечное затмение. Сатира Твена появилась в 1889 году, только на четыре года позже публикации романа Хаггарда в Соединенных Штатах, но, возможно, Твен позаимствовал идею прямиком из истории. Его герой объясняет, что он “внезапно вспомнил, как не то Колумб, не то Кортес, не то кто-то другой в этом роде, находясь среди дикарей, воспользовался затмением как лучшим козырем для своего спасения; и в душе моей проснулась надежда. Этот козырь выручит и меня; я могу воспользоваться им, не боясь упрека в подражании, потому что я применю его почти на тысячу лет раньше, чем они”.

На протяжении XIX века суеверие все еще было сильно, поэтому 7 сентября 1820 года Палата лордов приостановила процесс о разводе королевы Каролины на время затмения. Однако среди менее образованного населения этот атавистический страх был повсеместен, и он рождал видения и религиозные экстазы. Летом 1831 года в Виргинии бежавший раб поднял восстание под воздействием видения, снизошедшего на него во время февральского затмения: в ночь на 21 августа богобоязненный Нат Тернер и его соучастники зверски убили управляющего имением, а затем разгромили дома нескольких окрестных рабовладельцев, убив более пятидесяти мужчин, женщин и детей. Через девять дней он был пойман, приговорен и повешен, но перед тем оставил “Исповедь” о воздействии, которое на него оказало затмение:

Небесные знамения мне дадут знать, что надлежит начать великое дело, но до первого знака мне следует скрывать это от всех людей, а узрев первое знамение, я должен встать, приготовиться и крушить моих врагов их собственным оружием [305] …

Уильям Стайрон в романе “Признание Ната Тернера” (1967) попытался изобразить, что мог испытать Тернер: “Глянув вверх, я увидел, как, медленно угасая, солнце пожрало черный силуэт луны. В сердце у меня не возникло ни удивления, ни страха, лишь чувство открытия, окончательной всеподчиняющей ясности”.

В тот же год, когда Твен опубликовал “Янки…”, полное солнечное затмение разожгло огонь новой религии. Первым ее адептом стал мальчик-пайют (пайюты – индейское племя), сирота, родившийся в штате Невада около 1858 года. Его взял в свою семью местный фермер и дал ему имя Джек Уилсон. Как и Нат Тернер, он вырос благочестивым ребенком, а в возрасте двадцати с чем-то лет стал фактически местным святым, поражая соседей мудростью речей, а также новым именем Вовока (что переводится как “резчик” – вероятно, подростком он работал по дереву). В 1888-м он тяжело заболел скарлатиной. Над Нью-Йорком прошло затмение, а когда Солнце вновь появилось, несколько пайютов ворвались в жилище пророка и обнаружили его в коме. “Сам час его преображения стал кульминацией, – размышляет его биограф Пол Бейли. – Покинуть ряды смертных в страшный момент смерти Солнца – это было предвестьем божественного промысла и небесного вмешательства. Верующие пайюты, удостоверившись с помощью ножа и огня, что это не сон, были готовы уже приписать спасение Солнца от черного чудовища высокому заступничеству их небеснорожденного пророка”.

Когда Вовока чудесным образом воскрес, он сообщил последователям, что был в зеленой стране, где мертвые вновь обрели жизнь, и предписал им исполнять специальный танец, призванный поднимать дух. “Совсем скоро уже Земля умрет, но индейцам не следует бояться, потому что Земля оживет, как Солнце умирает и вновь возвращается к жизни”. Он предрекал, что белую расу сметет поток воды и грязи, а его люди станут молодыми и лишенными болезней и боли; земля будет плодородной, дичь вернется в изобилии, а страна вновь превратится в индейский рай.

Этим видениям было сложно сопротивляться. В течение нескольких месяцев племена уошо, баннок и пит ривер освоили медленные па этого танца, который белые называли “танцем призрака”. Апостолы из пайютов разносили послание Вовоки племенам валапай, мохаве и даже далеким навахо. “Ни одно религиозное движение в истории, – утверждал Бейли, – не распространялось быстрее и с большим эффектом”. Бюро по делам индейцев и Министерство внутренних дел забеспокоились, но в этом не было нужды. Вовока неблагоразумно назначил точный год своего перевоплощения – 1900-й. Когда в этом году ничего не случилось, великое движение, возникшее от затмения в 1889 году, угасло. К моменту смерти в 1932 году Вовока стал лишь выцветшей сноской в книге истории.

Толпа парижанок, собравшихся вместе, наблюдает за затмением 26 августа 1892 года. Некоторые из них используют специальные фильтры, чтобы не повредить глазам (From La Vie Illustrée: L’Eclipse Solaire du 30 Août, Rue de la Paix (1905))

Мало что может сравниться с ощущением чуда, которое у нас вызывает зрелище затмения. Разные писатели, от Фенимора Купера до Дороти Сэйерс, фиксировали такие сцены и в прозе, и в дневниках. Одно из лучших описаний, передающее это чувство непосредственного контакта с тайнами творения, принадлежит Вирджинии Вулф, которая в 1927 году наблюдала затмение в Йоркшире – первое полное затмение, видимое в Англии, за более чем двести лет. На следующий день, 30 июня, она записала в дневнике:

Теперь я должна рассказать о затмении… Очень быстро, на самом деле очень-очень быстро, цвета потускнели; стало темнеть; и темнело, словно перед сильной бурей; свет тонул и тонул; мы повторяли: “Это тень”, – и думали, что все закончилось, это тень, когда неожиданно света не стало. Мы сникли. Солнце погасло. Стояла сплошная тьма. Земля была как мертвая. Удивительное мгновение, и следующее тоже, а потом, словно отвязался шар, облако опять обрело цвет, искрящийся небесный цвет, и опять стало светло. У меня появилось, когда стемнело, очень сильное чувство благоговения, я словно упала на колени, но вскочила, когда краски вернулись… Они вернулись удивительно яркими и прекрасными и в долине, и над холмами… Это походило на выздоровление. Нам было гораздо хуже, чем мы ожидали. Мы видели мертвый мир. Ощутили власть природы [308] .

Мне неизвестно более волнующее описание, притом что затмение длилось всего двадцать три секунды. Длительность процесса, впрочем, не играет роли – запоминается опыт в целом. Айзек Азимов сообщает, как он наблюдал полное затмение 30 июня 1973 года близ берегов Западной Африки на борту круизного корабля “Канберра”: “Больше всего меня поразил финал. Появляется крошечная точка света и внезапно, за долю секунды, расширяется до такой степени, что становится больно смотреть глазами без фильтров. Это триумфальное возвращение Солнца и самое впечатляющее астрономическое зрелище, какое мне только доводилось видеть”. Палеонтолог Стивен Джей Гулд, как перед тем Вулф и Бейли, тоже отмечает эффект внезапности: “Небо выключается словно от нажатия кнопки. Солнце – очень мощный источник света, доли процента его света хватает для обеспечения дневного освещения, в то время как полное затмение – это ночь, и переход происходит в один миг, не успеешь и моргнуть”. Он отмечает, что “в обычных условиях проходит несколько часов, пока человек не перестанет различать цвета. В ситуации затмения – как вспышка, вот цвет есть, а вот его уже нет”.

Полумесяц огромной мечети Фейсал в Исламабаде на фоне неполного затмения (AP Photo / B. K. Bangash)

Когда в 2001 году должно было произойти затмение, Гулд велел всем своим студентам найти время для наблюдений, а сам отправился из Бостона (где была облачная погода) в Нью-Йорк для полноценного наблюдения. Позже он описал “это замечательное событие”:

В нашу эпоху искуственно навязанных полноразмерных потрясений… мы с трудом можем вообразить, что наше внимание привлечет, даже потрясет что-либо столь неуловимое, хоть и всеобъемлющее, как свойства окружающего нас солнечного освещения… Десятого мая небо над Нью-Йорком потемнело не вдруг. Но мы чрезвычайно чувствительны к обычному освещению, хотя и не можем полностью доверять этому своему чувству и даже не можем сформулировать, что же странного в изменении этого освещения… День зловеще нахмурился, хотя солнечный свет продолжать заливать все вокруг, и люди это заметили и слегка вздрогнули… заметили и замерли, а небо, полное света, потемнело до уровня практически незаметной грозы. Какая-то женщина сказала своему спутнику: “Черт возьми, либо это конец света, либо пойдет дождь – но, убей меня Бог, дождя явно не предвидится”.

Несколько необычно слышать о таких чувствах от ученого, но они демонстрируют нечто первобытное в нашей реакции. В рассказе Джона Апдайка “Затмение” мужчина отправляется со своей двухлетней дочкой в сад посмотреть на затмение: “В небе были облака, и казалось, что Солнце борется там, посреди стаи всклокоченных свирепых черно-серебристых облаков, с врагом слишком жутким, чтобы его можно было увидеть, призрачным и прожорливым пожирателем – как само время”. Он обращается к пожилой соседке, сидящей на крыльце, с вопросом, как ей нравится затмение. “Не нравится, – отвечает та. – Говорят, не надо выходить. Что-то там такое в этих лучах”. В конце концов тьма уходит:

Суеверие, подумал я, возвращаясь по двору, сжимая ладонь своего ребенка как талисман удачи. В ее прикосновении не было ни одного вопроса. День, ночь, сумерки, полдень, – все для нее было чудом, без расписания, без пут предсказанности. Солнце стало самим собой и скоро начнет изливать свои лучи так же высокомерно, как и раньше, и в этом смысле слепая вера моей дочери была оправданна. Но, несмотря на это, я был рад, что затмение не висит больше над ее головой, потому что внутри меня было чувство, что часть моей уверенности в себе испарилась навсегда от этого позорного для Солнца события [312] .

Современные технологии позволяют познавать собственный мир посредством затмений. В 1872 году великий ученый Пьер Жюль Сезар Жансен (1824–1907) наблюдал затмение в Гунтуре (северо-восточная Индия) и зафиксировал непосредственно до полной фазы затмения, а также и сразу после желтые спектральные линии в излучении протуберанцев, указывающие на будто бы прежде неизвестный химический элемент. Английский астроном Норман Локьер независимо пришел к тем же выводам, назвав новое вещество “гелиум”, полагая, что оно имеет исключительно солнечное происхождение. Но к 1895 году гелий был выделен и идентифицирован как элемент, встречающийся и на Земле. Кроме того, изучение затмений прошлого позволило обнаружить небольшие повторяющиеся изменения во вращении Земли и вариации скорости ее вращения. Выдающееся научное применение затмениям, однако, нашлось в разгар Первой мировой войны. Эйнштейн только что опубликовал полную общую теорию относительности, которая, в частности, утверждала влияние на свет тяготения, не позволяющего свету двигаться от своего источника по прямой. Это было радикальным развитием идей Ньютона, но объясняло феномен, давно известный астрономам: было открыто, что перигелий Меркурия (ближайшая к Солнцу точка его орбиты) смещается к востоку с каждым годом, причем быстрее, чем это могло бы объясняться притяжением других планет. Предположение Эйнштейна о том, что тяготение есть поле, а не сила, объясняло это расхождение. Он написал: “Три дня я был вне себя от радостного возбуждения”. Но это открытие требовало подтверждений.

Эта фотография под названием “50 ворон” изображает полное солнечное затмение, наблюдавшееся в штате Чьяпас в южной Мексике в 1991 году (Photo by Antonio Turok)

В 1917 году профессор астрономии из Голландии послал копию работы Эйнштейна в Королевское астрономическое общество; ее прочитал ведущий британский астрофизик того времени Артур Эддингтон (освобожденный от военной обязанности по причине религиозных воззрений) и королевский астроном сэр Фрэнк Дайсон. Последний, будучи специалистом по солнечным затмениям, понял, что связь света с тяготением можно проверить наблюдением видимых звезд в непосредственной близости от Солнца, закрытого Луной. Если Эйнштейн был прав, их свет искривлялся бы гравитационным полем Солнца и они были бы слегка смещены на фотографии относительно своих же позиций на другой фотографии той же части неба, сделанной в отсутствие Солнца.

Солнечное затмение ожидалось 29 мая 1919 года. Дайсон старательно игнорировал то, что он пытался доказать теорию ученого из вероломной Германии (враждебные чувства к которой были настолько сильны, что спустя два месяца после затмения при образовании Международного астрономического союза немецкие и австрийские ученые туда не были допущены), и, получив бюджетное финансирование на две экспедиции, отплыл в начале марта в Лиссабон. Партия Эддингтона отправилась на португальский остров Принсипи у берегов Западной Африки, другая партия – в город Собрал в северо-восточной Бразилии, расположенный дальше по курсу затмения.

Насколько именно гравитация искривляет луч света? Уравнение Эйнштейна предсказывало, что луч, почти задевающий Солнце, отклонится на 1,745 с, что в два раза превышает отклонение, отвечающее классической теории Ньютона (угловая секунда – это 1 / 3600 градуса, т. е. мы имеем дело с мельчайшими различиями, крайне сложно поддающимися измерению). Перед отъездом из Лондона Эддингтон, его постоянный ассистент Э. Т. Коттингем и Дайсон провели полночи за беседой, и Коттингем предположил, что же будет, если фотографии покажут не Ньютоново отклонение, не Эйштейново, а двукратное Эйнштейново. “Тогда Эддингтон сойдет с ума, и вам придется самостоятельно добираться до дома”, – беззаботно отвечал Дайсон.

К середине мая Эддингтон со своей партией был на месте. Когда показались пятнышки пяти звезд, у Эддингтона оставалось восемь минут на съемку: “Я не замечал затмения, был слишком занят сменой пластин… Мы сделали шестнадцать снимков”. В течение следующей недели он проявил пластины и сравнил их с фотографиями тех же звезд, снятыми не в такой близости от Солнца. На первых десяти снимках слабое облачко, недостаточное препятствие для затмения, загораживало нужные звезды, но следующие два снимка были вполне удачны, и этого было достаточно для доказательств. Вечером 3 июня Эддингтон повернулся к Коттингему со словами: “Вам не придется возвращаться домой без меня”. Два набора фотографий отличались друг от друга почти в точности на предсказанную Эйнштейном величину.

Результаты экспедиции оказались на первых полосах газет всего мира, лондонская “Таймс” объявила: “Революция в науке! Новая теория вселенной! Ньютон опровергнут!” – назвав открытие “одним из важнейших, если не наиважнейшим высказыванием человеческой мысли”. В “Нью-Йорк таймс” шутливо заметили, что звезды оказались не там, где их видели или где, по расчетам, они должны были быть, но беспокоиться не следует – Эйнштейн знает, где они. Сорокалетний физик за ночь превратился в мировую знаменитость, а сам эксперимент стал первым случаем возрожденного международного научного сотрудничества еще до подписания мира.

Эддингтон (который через несколько лет подтвердит общую теорию относительности собственной работой о поведении света под воздействием сильной гравитации белых карликов) отпраздновал событие, написав стихи, стилизованные под поэзию Омара Хайяма:

Остальной научный мир также ликовал, пусть и не столь ехидно. “Маловероятно, – размышлял Томас Крамп в своей истории затмений, – чтобы астрономия затмений достигла еще когда-либо результата такой космической важности”. Но все было впереди.

 

Глава 12

Солнце развенчано

Солнце не стоит на месте, и его движение нельзя описать простой формулой. В разные моменты времени с разных исследовательских углов зрения оно может восприниматься как твердое тело, огненный шар или постоянный источник ветров, вспышек, огненных спиралей и радиоактивных частиц. Его широты вращаются с разными скоростями, а вся поверхность поднимается и опускается примерно на 2,5 мили каждые 160 мин, хотя говорить о “поверхности” в данном случае было бы ошибкой: у Солнца как у газового конгломерата ее попросту нет. При наблюдении с других планет Солнце выглядит иначе, чем с Земли, – где-то больше, где-то меньше, – и его воздействие на атмосферу тоже всюду разное. К концу XVIII века астрономы признали его одной из множества звезд, просто ближайшей к нам, и оценили расстояние до Солнца, его размер, массу, скорость вращения и движение в пространстве с погрешностью до 10 % от сегодняшних показателей. Но их продолжали преследовать другие проблемы.

Что происходило внутри Солнца? Что заставляло его светиться? Каков возраст звезды и как она соотносится с другими небесными телами? Ответы на многие из этих вопросов начали появляться только сейчас. Между 1800 и 1950 годами вряд ли найдется хоть один год без астрономических, физических, химических или геологических открытий, обеспеченных технологическим прогрессом, индустриальной революцией и нарождающимся энтузиазмом к научным исследованиям.

Например, только в первой половине XIX века были открыты линии поглощения солнечного спектра, а также явления электромагнитной индукции и баланса (оба прибавили нам знаний о характере солнечного притяжения). В тот же период был измерен солнечный энергетический выброс – солнечная постоянная, что привело к лучшей оценке как солнечной температуры, так и воздействия Солнца на климат планеты. А в 1860 году главный астроном Ватикана сфотографировал затмение 18 июля, продемонстрировав, что корона и протуберанцы являются реальными фактами, а не оптическими иллюзиями или обманчиво освещенными лунными горами.

Список конкретных открытий приближается к двум сотням. К примеру, в одно только десятилетие, 1871–1880 годы, было открыто электромагнитное излучение, солнечная дистилляция воды (Солнце как очиститель), произведена первая радикальная переоценка возраста звезды (20 млн лет), а также поднят вопрос о продолжительности времени, которое понадобилось Солнцу, чтобы прийти к своему нынешнему размеру, – эти вопросы открыли обширную дискуссию между учеными и буквальными толкователями Библии. Прочие открытия были менее спорны: температура солнечной поверхности была оценена в 5430 °C, ядро признано газообразным с температурой, убывающей от ядра к поверхности. Было изобретено несколько новых инструментов (гелиоспектроскоп, звездный спектрометр, телеспектрометр), а спектры всех неподвижных звезд оказались лишь нескольких видов, в зависимости от физико-химической природы звезды, – “открытие столь же большой значимости, сколь и ньютоновский закон всемирного тяготения”.

За последние годы такие авторы, как Дава Собел, Тимоти Феррис и Билл Брайсон, а также ученые и популяризаторы науки (среди них Карл Саган и Стивен Хокинг) пролили свет на трудные для непосвященных темы типа темной материи (невидимая, но обладающая гравитацией материя, само присутствие которой выводится из ее притяжения; о ней мало что известно) и черных дыр (более понятная вещь, но также с трудом представимая). А вот дейтерий, ионосфера, даже сила Кориолиса? Эти термины относятся к той части науки, которая недоступна большинству из нас. Но мы можем взять два-три магистральных направления исследований и показать, каким образом наше знание о Солнце трансформировалось в период между 1800 и 1953 годами.

В середине XIX века французского философа Огюста Конта спросили, что, по его мнению, никогда не станет подвластно человеку. Он посмотрел на небо и ответил: “Мы можем определить их форму, расстояние от нас, массу, их движение, но мы никогда ничего не узнаем об их химическом или минералогическом составе и еще того меньше – о существах, живущих на их поверхностях”. В течение поразительно короткого срока человечество узнает ответы на все эти вопросы. Получим представление о скорости прироста знания: в 1800 году был доступен только один звездный каталог; в 1801-м Ж. Ж. Лаланд публикует новый каталог, содержащий 47 390 звезд; в 1814-м Джузеппе Пьяцци добавляет еще 7600 звезд. За ним следуют другие ученые: только между 1852-м и 1859-м было зарегистрировано около 324 тыс. звезд. Фотокартографирование началось в 1885 году, и уже к 1900-му вышел третий, заключительный том описания, содержавший 450 тыс. звезд, – результат сотрудничества ученых Гронингена и Джона Гершеля (Кейптаун). Стало окончательно ясно, что Солнце висит в небе не как высочайшее светило, а просто как одна из множества звезд, при этом не слишком выдающаяся. Ученые могли обратить взоры к многообразию других солнц, гораздо более крупных и массивных, чем наше.

Но даже этому объему знаний предстояло значительно увеличиться. Однажды, в предрассветные часы 6 октября 1923 года, астроном Эдвин Хаббл в обсерватории Маунт-Вилсон изучал фотографию размытого спиралеообразного звездного скопления, известного как M31, или Андромеда, которое считалось частью Млечного Пути, и вдруг обнаружил звезду, блеск которой пульсировал с точностью часов. Хаббл сразу принялся за вычисления и понял, что звезда находится от нас на расстоянии более 900 тыс. световых лет, что в три раза превышало диаметр известной тогда вселенной! Как сообщал журнал National Geographic, “очевидно, что этот сгусток звезд расположен далеко за пределами Млечного Пути. Но если Андромеда – отдельная галактика, то и многие другие туманности нашего неба тоже могут оказаться галактиками. Известная нам галактика внезапно сильно раздулась”.

Сегодня нам известно, что существует как минимум 100 млрд галактик, каждая из которых состоит из подобного же колоссального числа звезд. Земля в свое время уже получила понижение, когда выяснилось, что она вращается вокруг Солнца, а не наоборот; затем Уильям Гершель и его сын Джон со своими революционными телескопами обнаружили огромное пространство за пределами Солнечной системы, невольно понизив в чине и само Солнце. Теперь происходило уже третье или даже четвертое понижение: не только мы обращались вокруг всего лишь одной незначительной звезды из множества звезд Млечного Пути, но и сам Млечный Путь был всего лишь одной галактикой из неопределенного их множества. Для ученых будущее заключалось в звездной астрономии, тратить усилия на отдельные мелкие звезды не было смысла. Как язвительно отметил Альфред Хаусман, поэт и филолог-классик, а также увлеченный астроном-любитель, “мы обнаружили, что наше наследство уменьшилось”.

Эта утеря позиций сопровождалась многовековым и зачастую весьма ожесточенным спором о возрасте Земли и, соответственно, возрасте Солнца и всей вселенной – вопрос, который вызывал огромный интерес у астрономов, теологов, биологов и геологов. Дата сотворения мира была точно определена архиепископом ирландской англиканской церкви Джеймсом Ашшером (1581–1656), который взял генеалогию Книги Бытия и размытую хронологию Ветхого Завета, внес некоторые поправки, ориентируясь на внешние источники (в том числе из истории Среднего Востока и Средиземноморья), а также на иудейский календарь, который, как известно, считает датой сотворения 23 октября 3760 года до н. э., и пришел к круглой цифре в 4 тыс. лет между сотворением мира и наиболее вероятной датой рождения Христа в 4 году до н. э.

Ашшеровская датировка, скорее всего, пропала бы, никем не замеченная, как это произошло с сотнями библейских хронологий до него, если бы не лондонский книготорговец Томас Гай. В те времена по закону только ряду издателей, таким, например, как университетские издательства Кембриджа и Оксфорда, дозволялось печатать Библию. Но Гай приобрел сублицензию на издание и в порыве коммерческого вдохновения напечатал Библию, добавив хронологию Ашшера на полях, а также гравюры женщин с обнаженной грудью, вольным образом связанные с библейскими сюжетами. Это издание принесло Гаю целое состояние, он даже смог основать знаменитую лондонскую больницу, которая до сих пор носит его имя. Как будто этого было недостаточно, в 1701 году англиканская церковь авторизовала хронологию Ашшера и внесла ее в официальную версию (Библию короля Джеймса). Эта хронология вскоре стала настолько неотъемлемой частью Библии, что ее продолжали печатать вплоть до ХХ века.

Историк Мартин Горст пишет: “Влияние вычисленной им даты было невероятным. Почти двести лет данный возраст повсеместно считался настоящим возрастом мироздания. Это было напечатано в Библии, размножено по разнообразным календарям и распространялось миссионерами во всех четырех концах света. На целые поколения эта датировка стала краеугольным камнем того взгляда на вселенную, который главенствовал в западной мысли до Дарвина. Но даже и после того она не исчезла полностью”. Горст вспоминает, как в бабушкиной Библии 1901 года напротив первого стиха книги Бытия он увидел дату и время начала мира – шесть часов вечера, суббота, 22 октября 4004 года до н. э.

Впрочем, еще во времена Ашшера некоторые свободомыслящие стали задаваться вопросами по поводу принятой хронологии. Путешественники возвращались из дальних странствий с сообщениями о событиях, которые имели место гораздо раньше, чем 4004 год до н. э. А с появлением новых методов исследования, основанных на научных принципах, – Nullius in Verba (лат. “ничьими словами”), гласит девиз Лондонского королевского общества, – пришел черед натурфилософов обсудить возраст земного шара.

В 1681 году соратник Ньютона по Кембриджу Томас Бернет издал свой ставший популярным труд Telluris Teoria Sacra (“Священная история Земли”), где утверждал, что горные хребты и глубокие океаны появились во время Великого потопа (из книги Бытия), а ветхозаветную формулу о сотворении мира за шесть дней Бернет обошел, цитируя слова св. Петра о том, что один день у Бога как тысяча лет. Вскоре появилось множество книг с подобными объяснениями. Еще несколько позже два британских натуралиста, Джон Рэй и Эдвард Ллуйд, исследуя раковины в долине Уэльса и аммониты на северовосточном побережье Англии, пришли к выводу, что обе группы ископаемых происходят от биологических видов, которым потребовалось бы гораздо больше, чем 5680 с небольшим лет, чтобы жить и умереть в таких количествах. Их исследования вызвали краткое оживление интереса, за которым последовал период полного забвения, пока лондонский натуралист Джон Вудворд (1665–1728) не заявил, что окаменелости были “останками некогда живших животных”, которые погибли во время потопа. Но и эта теория была встречена насмешками – вера в хронологию Ашшера держалась стойко.

Эдмунд Галлей в 1715 году стал первым, кто предположил, что тщательное наблюдение за естественным миром (например, измерение солесодержания океанов) даст ключ к установлению возраста Земли. Его идеи были охотно восприняты Жоржем Луи де Бюффоном (1707–1788), который в своей “Естественной истории” (1749) устанавливал возраст Земли в десятки тысяч лет, и эта идея “поразила французскую публику временной шкалой такой глубины, что ее было почти невозможно уразуметь”. Бюффон считал, что Земля возникла не одномоментно, как в Библии, а в результате столкновения Солнца с кометой – обломки от этой коллизии образовали планеты.

Сорбоннские теологи были в ярости, Бюффона заставили напечатать отречение (на словах он говорил, что “лучше смирение, чем повешение”). Но его молчание длилось недолго. Вскоре французский математик Жан-Жак д’Орту де Майран смог показать, что Земля получает тепло не только от Солнца, у нее есть собственный внутренний источник. Бюффон воодушевился этим открытием для написания истории мира с самого начала. Если Земля все еще продолжала остывать, то, вычислив скорость потери планетой тепла, можно было рассчитать ее возраст. За следующие шесть лет Бюффон провел серию экспериментов, выведя в итоге окончательную цифру возраста Земли – 74 832 года (это была очень осторожная оценка, неофициально он был склонен давать несколько сотен тысяч лет). Его книгу встретило дружное недоверие. В апреле 1788 года Бюффон умер, на следующий год разразилась революция. Склеп Бюффона разграбили, его свинцовый гроб был реквизирован для отливки пуль.

Стойкие и интеллектуально-пытливые ученые продолжали искать объяснение своим находкам и открытиям, к XIX веку пропасть между церковью и наукой стала широка как никогда. Между 1800 и 1840 годами слова “геология”, “биология” и “ученый” вошли в повседневный язык. Геология была особенно популярна, вскоре ученые и любители стали вовсю определять и называть слои и уровни – как писал Байрон, “затопленного, взорванного, опаленного мира”, – образующие земную поверхность. Молодой британский юрист Чарльз Лайелл (1797–1875) по примеру Джона Вудворда воспользовался окаменелостями для расчета возраста Земли, отыскивая их на Сицилии в лаве, возраст которой он оценивал в 100 тыс. лет.

К 1840 году объем данных, указывающих на чрезвычайную древность Земли, был уже сокрушительным. Даже если возраст человечества насчитывал всего 6 тыс. лет, доисторическое время расширилось свыше всякого разумения. И тогда в 1859 году увидело свет “Происхождение видов”, которое вместе с аргументом о связи человека с обезьяной в корне подрывало буквальное прочтение библейской истории. Расчеты доктора Ашшера наконец полностью утратили всякое правдоподобие. Кембриджское университетское издательство изъяло его хронологию из своих Библий в 1900 году, Оксфорд сделал это в 1910-м. К тому времени Марк Твен уже предложил взять Эйфелеву башню за образ земного возраста и сравнил возраст человечества со слоем краски на шишке ее шпиля.

Когда рушатся великие доктрины, открываются захватывающие перспективы. После того как наука расширила возраст Земли до сотен тысяч лет, возникла целая череда новых идей. Какой возраст у Солнца? После Дарвина ученым пришлось допустить, что светило изливает свою энергию на протяжении миллионов лет. Естественный отбор подразумевал прежде немыслимый возраст солнечной системы. Ведь эволюция (хотя Дарвин не любил этого слова) могла происходить только по той причине, что Солнце не было чрезмерно горячим и горело относительно медленно, не принося вреда чувствительным углеродным компонентам, лежащим в основе земной жизни.

Хотя дебаты о земном возрасте гремели до конца XIX века, внимание ученых уже начало переключаться на нашу звезду. “Титаны физики перевели фокус внимания с Земли на более подходящее и более светлое тело”, – отметил Тимоти Феррис. Летом 1899 года профессор геологии Чикагского университета Томас Чемберлен (1843–1928) опубликовал работу об источниках солнечной энергии, которая бросала вызов одной из базовых тогда предпосылок астрофизики:

Может ли современный уровень знания о поведении материи в столь невероятных условиях, какие достижимы внутри Солнца, достаточно всесторонне обосновывать утверждение, что внутри звезды нет никаких неизвестных источников энергии? Внутреннее устройство атомов пока остается неизвестным. Нельзя исключать, что они являются сложными конструкциями и источниками огромных энергий [332] .

За какие-то пять лет центральные принципы физики и, соответственно, базовые допущения о функционировании Солнца были пересмотрены.

Весной 1896 года Анри Беккерель, парижский физик, случайно оставил несколько непроявленных фотографических пластин, завернутых в черную бумагу, под куском ураносодержащего минерала, с которым он экспериментировал (уран, названный так в честь планеты в 1789 году, является одним из самых сложных элементов, встречающихся в природе, и состоит в основном из урана-238 – как станет известно, состоящего из девяноста двух протонов и ста сорока шести нейтронов – и небольшой доли менее устойчивого урана-235, у которого в составе на три нейтрона меньше). Когда через несколько недель он обнаружил пластины и проявил их, оказалось, что они уже засвечены и несут отпечаток куска минерала, который, как считал Беккерель, излучал некий “невидимый вид флуоресценции”. Мария и Пьер Кюри, продолжившие исследование, позже назвали эту флуоресценцию радиоактивностью. Но уран был не очень доступен, а его радиация – не столь впечатляюща, поэтому открытия Кюри в целом прошли незамеченными. В 1898 году ученые обнаружили, что урановая смоляная руда излучает гораздо больше радиоактивности. Возможно ли такое, что на Земле имеются элементы, выделяющие огромное количество невидимой энергии, ждущей, чтобы ее уловили?

Реклама Tho-Radia, крема, содержащего радий и торий и продвигавшегося на рынке в 1930-е годы как прорыв в уходе за красотой. Люди демонстрировали радий на вечеринках и ходили на радий-танцы, а само слово стало модным названием бренда: пиво “Радий”, масло “Радий”, шоколад “Радий”, презервативы Радий”, свечи “Радий”и даже контрацептивное желе “Радий” (SPL / Photo Researchers, Inc.)

Вскоре следующий, еще более редкий элемент (названный радием), извлеченный Кюри из смоляной руды, был описан в газетах как чудесный металл, самый ценный элемент на Земле, способный лечить слепоту, обнаруживать пол эмбриона и даже превращать чернокожих людей в белых. “Одного-единственного грамма достаточно, чтобы поднять пять тонн на милю в высоту, а на одной унции автомобиль может объехать вокруг света”. Реклама пропагандировала “радиоактивную питьевую воду” для лечения подагры, ревматизма, артрита, диабета и целого ряда других болезней. А к 1904 году ученые также назвали радий источником солнечной энергии.

Вопрос заключался в том, происходит ли энергия изнутри атомов радия или снаружи. Великий физик Эрнест Резерфорд (1871–1937), новозеландец, работавший над природой атомов в Англии и Канаде, начал исследовать атомные ядра совместно с английским химиком Фредериком Содди (1877– 1956). Резерфорд установил, что радий производит достаточно тепла, чтобы расплавить объем льда собственного веса за час, и будет это делать на протяжении тысячи лет и больше: Земля поддерживает свое тепло в том числе и благодаря радиоактивному распаду в породе и жидком ядре, расположенном в центре.

Вскоре ученые принялись за эксперименты с торием, радиоактивным элементом, похожим на радий, и обнаружили, что он образует еще и радиоактивный газ, один элемент превращался в другой. Это было столь удивительным результатом, что, когда Содди сообщил Резерфорду о своей находке, тот закричал ему через всю лабораторию: “Только не называй это трансмутацией – нам отрубят головы как алхимикам!” Постепенно они нашли подтверждение тому, что тяжелые атомы тория, радия и других радиоактивных элементов распадаются на атомы более легких элементов (в форме газов) и в процессе выделяют крошечные частицы, которые, названные альфа– и бета-лучами, являлись главным каналом выделения энергии.

Дальнейшие эксперименты Резерфорда показали, что основая масса атома содержится в его ядре, окруженном сверкающей паутиной электронов. Резерфорд и Содди предположили, что радиоактивность сходного свойства могла быть источником энергии Солнца, но, хотя их работа была признана заслуживающей продолжения, революции в астрофизике она не сделала. Лет сорок спустя Роберт Юнг напишет в своей основополагающей книге “Ярче тысячи солнц”, что “альфа-частицы профессора Резерфорда могли бы в то время разрушить не только атомы азота, но также и многие человеческие представления о мире. Они могли бы воскресить забытый много столетий назад страх конца света. Но в те дни подобные открытия имели мало общего с повседневной жизнью”.

Содди делал все, чтобы разъяснить открытие – сперва в статье The Interpretation of Radium (“Интерпретация радия”, 1912), затем в The Interpretation of the Atom (“Интепретация атома”, 1932), утверждая, что до открытия радиоактивного распада единственное объяснение солнечной энергии было химическим и, следовательно, энергия должна была быть кратковременной и незначительной. Но исходя из наших знаний о радиоактивности цепь ядерных реакций может создать что-то близкое по масштабу к энергии Солнца.

Прошло почти десятилетие, прежде чем открытия Содди и Резерфорда вошли в научный обиход. Эддингтон, только что добившийся успеха у берегов Западной Африки, проводил широкомасштабное исследование звездного равновесия между энергией и давлением и продвинулся вплоть до создания математических моделей звездной температуры и плотности (известен его знаменитый комментарий: “Что возможно в Кавендишской лаборатории, того несложно достичь и внутри Солнца”). Он оценил температуру солнечного ядра в 20 000 000 ºС и утверждал, что между скоростью выброса энергии (светимостью звезды) и массой звезды должно быть простое соотношение. Зная массу Солнца, считал он, можно предсказать его яркость.

Древним казалось очевидным, что Солнце горит, но для физиков конца XIX и начала XX века это уже было неприемлемой гипотезой: оно было попросту слишком горячим, чтобы гореть химически. Так что вопрос оставался открытым. Как сформулировал Джон Гершель,

“остается великой тайной, как такое колоссальное пламя (если это оно) может поддерживаться. Каждое новое открытие в химии оставляет нас ни с чем или, скорее, отодвигает еще дальше перспективу вероятного объяснения. Если рискнуть, возможно, нам стоит думать о вероятном безграничном производстве тепла трением или его возгоранием от электрического разряда… в качестве источника солнечного излучения” [337] .

Поскольку современная оценка возраста Земли уже достигала более 2 млн лет, Солнце должно было светить по меньшей мере столько же. Какие невероятные процессы могли обеспечивать такой поразительный выброс энергии? “Если бы Солнце состояло из чистого угля и было зажжено во времена первых египетских фараонов, сейчас бы оно уже полностью обратилось в золу. Такая же несоразмерность присуща любой другой химической реакции, которую можно было бы привести в качестве объяснения… ни одна из них не может объяснить даже одной стотысячной части солнечной жизни”, – писал американский физик украинского происхождения Георгий Гамов (1904–1968).

Космологи ждали ответа от коллег Гамова, астрофизиков, и Эддингтон предложил сразу две теории: первая состояла в том, что электроны и протоны взаимно аннигилировали внутри солнечного ядра с сопутствующим превращением массы в энергию. Год спустя он выдвинул вторую теорию, на этот раз верную: Солнце, синтезируя протоны, создает тяжелые атомы, в процессе конвертируя массу в энергию. Но каким образом подобный синтез мог происходить во всепожирающем огне Солнца?

Отличительной чертой этих лет стало то, что многие ключевые открытия делались аутсайдерами – учеными, которых никто никогда не рассматривал в качестве физиков Солнца до их вклада в эту область. У Эддингтона была молодая ученица Сесилия Пейн (1900–1980), которая пяти лет от роду увидела метеорит и решила стать астрономом. После окончания колледжа она познакомилась с Эддингтоном, который посоветовал ей продолжать обучение в Америке; так она стала первым студентом, получившим степень в колледже Гарвардской обсерватории. Экзаменационная комиссия оценила ее работу 1925 года – фотографическое исследование переменных звезд – как лучшую когда-либо написанную диссертацию по астрономии.

Пейн предложила использовать для решения температурной проблемы открытия Резерфорда в области атомной структуры, чтобы показать одинаковый химический состав звезд: их спектры могут могут разниться из-за физических различий, но не из-за внутренней структуры. Водород и гелий присутствовали в самой большой пропорции из пятидесяти семи известных солнечных элементов, как это наблюдалось и в других звездах. Несмотря на этот вывод, она вычеркнула водород и гелий из списка солнечных химических элементов, сочтя свой аргумент спорным.

Позже стало известно, что руководитель Пейн, известный принстонский астроном Генри Норрис Рассел, пытался отговорить ее от этой теории. “Очевидно невозможно, чтобы водорода было в миллион раз больше, чем металлов”, – писал он ей, повторяя расхожее мнение. Но аргументы Пейн не давали ему покоя. Рассел перепроверил солнечные спектры поглощения и был вынужден признать ее правоту: внешняя атмосфера звезд-гигантов в самом деле состояла фактически из чистого водорода с “еле заметным запахом металлических испарений”. Звезды синтезируют гелий из водорода, высвобождая непрерывный поток энергии. И когда внутренняя трансформация элементов внутри звезды порождает колоссальную энергию, как ехидно заметил Гамов, это не что иное, как “трансмутация элементов”, к которой столь безуспешно стремились алхимики в древности.

Следующим шагом стало понимание ядерного синтеза. В поздние 1920-е и в начале 1930-х в науке произошел сдвиг в сторону исследований атомного ядра, одним из центров этих иследований стал Институт теоретической физики университета Копенгагена под руководством Нильса Бора (1885–1962), “который одевался как банкир и мямлил как оракул”. К 1920-м годам Бор приобрел мировое значение и мог приглашать к себе величайших физиков современности, в том числе Георгия Гамова. Этот выдающийся украинец имел репутацию не только научного гения, но и шутника (например, он иллюстрировал свои работы черепом и костями, чтобы обозначить опасность принятия гипотезы о фундаментальных частицах за чистую монету). В 1928 году он показал, что положительно заряженное ядро гелия (альфа-частица того же сорта, который в неимоверном количестве выбрасывался Солнцем) может выделиться из ядра урана, несмотря на удерживающие его внутри электрические силы.

Гамов не только показал, как альфа-частицы выделяются из ядра, он показал, как они смогут к нему присоединяться. Два физика в Кембридже, Джон Кокрофт и Эрнст Уолтон, стали применять теорию Гамова, проверяя, сможет ли очень высокое напряжение “протолкнуть” частицы через внешний периметр ядра. В 1932 году им удалось: впервые ядро одного элемента внедрилось в атом другого искусственным образом, впоследствии этот процесс назвали “делением атома”. В том же “году чудес” другой кембриджский ученый, Джеймс Чедвик, открыл нейтрон – распространенную частицу, обнаруживающуюся практически в каждом ядре. Неожиданно оказалось возможным зарегистрировать огромное разнообразие мощных реакций и даже их инициировать. Наконец стало очевидным, что все эти открытия поддерживают точку зрения Пейн о природе реакций внутри Солнца.

Волна важнейших новых работ продолжала нарастать. В 1934 году французский физик Фредерик Жолио и его жена Ирен Кюри (дочь Пьера и Марии) доказали, что в результате бомбардировки стабильных элементов альфа-частицами возникает “новый вид радиоактивности”. Несколькими неделями спустя итальянский физик Энрико Ферми сообщил о сходных результатах в итоге бомбардировки урана нейтронами.

В 1938–1839 годах Ханс Бете (1906–2005), великий американский ядерный физик немецкого происхождения (родом из Страсбурга), к тому времени работавший в Корнелльском университете, написал серию статей, последняя из которых, “Источники энергии в звездах”, объясняла, каким образом звезды, в том числе и Солнце, могли гореть миллиарды лет. Он занимался каталогизацией субатомных реакций, известных на то время, но до 1932-го их было совсем немного. Внезапно случился лавинообразный прирост вновь открытых реакций, и Бете смог понять, какие именно из них объясняли работу Солнца. Он предположил, что колоссальная энергия Солнца была результатом цепочки шести ядерных реакций и именно этот процесс зажигал все звезды во вселенной. Попросту говоря, Солнце было тем, что позже назвали ядерным реактором.

В том же году немецкие физики Отто Ган и Фриц Штрассман показали, что явление, наблюдаемое Ферми в 1934 году, было в действительности взрывом урановых ядер. Их коллеги Лиза Мейтнер и Отто Роберт Фриш смогли даже обнаружить, что при делении атома урана выделяется огромное количество энергии. Фриш спросил у коллеги-биолога, каким словом обозначается деление бактерий, и таким образом слово “расщепление” стало термином для деления атомов.

Венгру Лео Силарду было также суждено оставить свой след. Хотя сам Эйнштейн относился с недоверием к возможности создания атомной бомбы ввиду незначительности энергии, высвобожающейся из одного ядра, Силард (воодушевленный романом Уэллса “Освобожденный мир” (1914), где предсказывалось именно такое оружие) смог подтвердить, что при каждом делении высвобождались нейтроны. Освобожденные нейтроны делали возможной цепную реакцию, в которой каждое расщепление запускало следующие расщепления, так что энергия деления отдельного уранового ядра умножалась на многие миллиарды, высвобождаясь экспоненциально. Расщепление не только стало возможным, оно могло запускаться по воле человека. По мнению кембриджского физика Чарльза Сноу, “с открытием ядерного деления… физики за одну ночь превратились в самый ценный военный ресурс, к которому могло прибегнуть государство”.

Альберт Эйнштейн (1879–1955) с американским физиком-теоретиком Робертом Оппенгеймером (1904–1967) во время совместной работы перед проектом “Манхэттен” (USIA / AIP Photo Researchers, Inc.)

К началу Второй мировой войны и ученые союзников, и ученые стран Оси уже были уверены, что ядерное расщепление может стать оружием, но никто не знал, каким именно образом.

Все еще настроенный крайне скептично Эйнштейн провозгласил, что задача вызвать цепную реакцию и построить на ней ядерную бомбу напоминает ночную охоту на птиц в местности, где водится очень мало птиц. Но в письме президенту Рузвельту от 2 августа 1939 года (сочиненном вместе с Лео Силардом) он тайно настаивал на направлении средств на разработку оружия, основанного на ядерном делении: “Одна бомба этого типа, доставленная на корабле и взорванная в порту, полностью разрушит весь порт с прилегающей территорией”.

Крайне встревоженный этим письмом Рузвельт осенью ассигновал небольшую сумму на исследование ядерного деления: небольшую, потому что считалось, что для любой бомбы потребуется так много тонн урана, что это останется исключительно в теории. Однако в начале 1940 года два немца, бежавших в Британию, Отто Фриш и Рудольф Пайерлс, подсчитали, что необходимо всего несколько фунтов изотопа-235. Другие британские ученые придумали технику газовой диффузии, и эти открытия стимулировали правительство к лоббированию передачи американских исследований в более профессиональные руки и в организации их щедрого финансирования.

Американцы прислушались. В 1942 году бригадный генерал Лесли Р. Гровс-мл. возглавил так называемый Манхэттенский проект. Консультируемый физиком Робертом Оппенгеймером (1904–1967), Гровс собрал лучших ядерных физиков того времени, получив беспрецедентное финасирование и власть. Проект располагал примерно тридцатью отделениями в США и Канаде – Оук-Ридж, Теннесси, несколько в центральном Манхэттене, Чок-Ривер, Онтарио, Ричланд, штат Вашингтон и штаб-квартира в Лос-Аламосе, в маленьком школьном здании на ранчо неподалеку от Санта-Фе, Нью-Мексико. На пике в проекте было занято более 130 тыс. человек (большинство из которых понятия не имели о конечной цели всего предприятия). Но это все еще отнюдь не гарантировало США победы в ядерной гонке. На заре Второй мировой войны Германия была как минимум столь же продвинута в ядерной физике и имела большие запасы урана.

Когда ядро урана-235 поглощает нейтрон, оно делится на атомы стронция и ксенона, высвобождая энергию и двадцать пять нейтронов на каждые десять атомов. Уран-238, напротив, поглощает нейтроны и не делится, никакой реакции не возникает. Бомба должна содержать 80 % чистого урана-235, иначе уран-238 заблокирует цепную реакцию. Перед учеными Манхэттенского проекта встал вопрос, как отделить один изотоп от другого. Прорыв случился в Оук-Ридже, где придумали использовать огромные кольцевые магниты для воздействия на газообразный уран в вакуумных камерах, отделяя пригодный уран-235 от его более тяжелого и спокойного собрата урана-238. Один из ученых вспоминал: “Мы ходили по деревянным мосткам и чувствовали силу магнитов на гвоздях в своих ботинках”. Однажды человек с листом металла прошел слишком близко к такому магниту и оказался прижат к стене. Все закричали, что надо остановить машину, но старший инженер отказался это делать, поскольку потребовалось бы несколько дней для повторного запуска. Несчастного пришлось освобождать с помощью толстых прутьев.

Когда 8 мая 1945 года Третий рейх сдался, Манхэттенскому проекту оставалось до бомбы несколько месяцев. Чтобы приблизить победу в Тихом океане, Оппенгеймер решил провести испытание, и 16 июля в пустыне к северу от Аламогордо, Нью-Мексико, взрыв высвободил эквивалент 19 килотонн тринитротолуола, что значительно превышало все рукотворные взрывы на тот момент. Новости немедленно достигли президента Трумэна, который безуспешно попытался использовать этот рычаг против Сталина на Потсдамской конференции. Прислушавшись к советам научных и военных консультантов и надеясь избежать вторжения, которое, по расчетам, привело бы к 1 250 000 погибших со стороны союзников (удвоив общую цифру потерь Британии и США в войне), Трумэн приказал использовать оружие против Японии. Шестого августа урановая бомба “Малыш” была сброшена на Хиросиму. Еще через три дня “Толстяк” взорвался в Нагасаки.

Пилот, участвовавший в этой миссии, вспоминал: “Нас залил ослепительный свет, а верхушка этого грибовидного облака была самым жутким, но и самым прекрасным зрелищем на свете. Казалось, от нее исходят сразу все цвета радуги”. Бомбы убили по меньшей мере 100 тыс. человек сразу, еще 180 тыс. умерли позже от ожогов, лучевой болезни и раковых заболеваний. Началась атомная эра. Ханс Бете, пораженный ужасом, посвятил оставшуюся половину жизни контролю за, как он выразился, “собственным импульсом” ядерного оружия: “Как и другие, кто работал над атомной бомбой, я был восхищен нашим успехом и устрашен событием”. Уинстон Черчилль произнес в Палате общин речь, в которой задавался вопросом, было ли вручение такой мощи человеку знаком того, что Богу наскучило Его творение. Оппенгеймер признался Трумэну, что “ощущает кровь на своих руках”, а в ответ услышал: “Ничего, это легко смывается”.

23 сентября 1949 года Советский Союз провел первое испытание ядерного оружия – бомбы, основанной на расщеплении. Объем энергии, на практике высвобождаемой в процессе взрыва ядерной бомбы (т. е. бомбы, производящей свою разрушительную силу исключительно делением ядра), располагается в диапазоне от менее чем одной тонны ТНТ до 500 килотонн. Другая, неизмеримо более мощная категория бомб черпает энергию в процессе синтеза более тяжелых элементов из легких (не обязательно водорода) – этот же процесс зажигает звезды.

Удвойте это, и получится оружие почти неограниченной мощности. Его называют по-разному, водородной или термоядерной бомбой, и срабатывает оно, когда ядерная бомба детонирует в специальном отсеке рядом с термоядерным горючим. Гамма– и рентгеновские лучи, порожденные взрывом, сжимают и разогревают капсулу с тритием, дейтерием или гидридом лития, запуская реакцию термоядерного синтеза.

“XX-28 Джордж”, водородная бомба в 225 килотонн, взорванная 8 мая 1951 года (U. S. Department of Energy / Photo Researchers, Inc)

В 1952 году “ослепительная вспышка света” на маленьком островке в южной части Тихого океана отметила взрыв первой американской водородной бомбы – на долю секунды энергия, прежде существовавшая только в центре Солнца, была высвобождена человеком на Земле, взрыв оставил на дне океана кратер шириной в милю. В последовавших ожесточенных дебатах ученые разделились на два лагеря: одни, как, например, ярый антикоммунист Эдвард Теллер, стоявший у истоков разработки ядерной бомбы, утверждали, что ядерная энергия нужна и исследования следует продолжать; другие, к которым относились Оппенгеймер, Эйнштейн и Бете, чувствовали, как их мечты о достижениях физики оборачиваются мраком и кровью. Однако почти незамеченным прошло то, что расщепление атома возвестило еще одно развенчание Солнца: его потусторонняя энергия потеряла уникальность. Как кричит Бор Вернеру Гейзенбергу в пьесе “Копенгаген” Майкла Фрейна, “Вы видите, что мы натворили? Мы вернули человека в центр вселенной”.